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上传人:wz_198613 2021/6/28 文件大小:2.23 MB

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文档介绍

文档介绍:图5-1 寄生分布阻容网络等效电路
若令:d——连线厚度;W——连线宽度;——电阻率
tox——连线间介质厚度; 扩散层=1/(Nq)
则:
(5-1)
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节点i的电位Vi响应与时间t的关系:
(5-2)
当L0,有:
(5-3)
近似处理,求解得:
(5-4)
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,则有:
(5-5)
注意:
此时,若按集总模型处理:即将整个长连线等效为一总的R总、C总,则;
图5-2 集总模型等效电路
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(5-6)
可见,与分布网络分析情况差1/2的关系,而与实际测试相比,分布模型更为接近。因此,在分析长互连延迟时应采用分布RC模型。
例5-1:
已知:采用1m工艺,n+重掺杂多晶硅互连方块电阻R=15/,
多晶硅与衬底间介质(SiO2)的厚度tox=6000Å。
求: 互连长度为1mm时所产生的延迟。
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解:
采用分布RC模型,得:
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补充材料:
图5-3 由边际电场效应产生的寄生电容 Cff­( Fringing Field)
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对于1m CMOS工艺,单位长度Cff如下表所示。
Cff (fF/m)
PolySi-Sub

Metal1-Sub

Metal2-Sub

Metal3-Sub

表5-1 不同连线层与衬底间的Cff
由此,可见上例中单位面积的边际电场效应电容为:
Cff=4=/m2
而单位面积的平板电容:
C平板=ox/tox=/m2
Cff与C平板已在同一量级,不能忽略,需重新计算:
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2、导电层的选择
(1)VDD、VSS尽可能选用金属导电层,并适当增加连线宽度,只有在连线交叉“过桥”时,才考虑其他导电层。
(2)多晶硅不宜用作长连线,一般也不用于VDD、VSS电源布线。
(3)通常应使晶体管等效电阻远大于连线电阻,以避免出现电压的“分压”现象,影响电路正常工作。
(4)在信号高速传送和信号需在高阻连线上通过时,尤其要注意寄生电容的影响:扩散层与衬底间电容较大,很难驱动,在某些线路结构中还易引起电荷分享问题,因此,应使扩散连线尽可能短。
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CMOS
CM
CMN
Cpn
CGS, CGD
CMOS——单位面积栅电容=COX,是节点电容的主要组成部分
CM ——Al-场氧-衬底间的电容(CMOS/10)
CMN ——Al-场氧-n+区之间的电容(23CM)
Cpn ——D、S与衬底之间的pn结电容(Nsub, Cpn)
CGD对器件工作速度影响较大,可等效为输入端的一个密勒电容:
Cm=(1+KV)CGD,KV为电压放大系数。
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图5-4 寄生沟道形成示意图
场开启
——当互连跨过场氧区时,如果互连电位足够高,可能使场区表面反型,形成寄生沟道,使本不应连通的有源区导通,造成工作电流泄漏,使器件电路性能变差,乃至失效。
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