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模拟电路分类及各类型电路版图注意事项

热度 64已有 2423 次阅读2022-10-11 15:33 |系统分类:芯片设计

集成电路
(一)模拟集成电路的分类(按频率和功能)
1.按频率分类:
按照被处理信号的频率来分类,在设计时有时虽然频率的位数只增加1位,但电路的设计方法与低频电路的设计方法完全不同。
(1)低频模拟集成电路
(2)高频模拟集成电路
(3)射频模拟集成电路(RF:radio frequency)
2.按使用功能分类:
(1)通用模拟集成电路(运放、基准、电压管理、数模转换4大电路分类)
a.运算放大器(operational amplifier,OP-AMP)、比较器和缓冲器:
运算放大器包括高速、高精度、低噪声、低功耗、轨对轨(rail-to-rail)等各种通用运算放大器;比较器包括高速、高精度比较器;缓存器主要是对单位增益的输入和输出电压的电平转换。
b.参考基准:电压与电流源基准,包括低噪声系数、低噪声电压与电流基准。
c.电源管理:主要包括低压差线性稳压器(low-drop output,LDO)、升压与降压式直流电压转换器(direct-current voltage converter,DC-DC)、电池充放电保护电路等。
d.数模转换电路(Analog-to-digital converter/ digital -to- analog converter):主要有高精度sigma-delta型ADC与DAC电路、高速ADC/DAC电路、低功耗ADC/DAC电路。
(2)专用模拟集成电路(音频、视频、接口、无线通讯等专用电路)
a.专用音频放大运算放大器:各种输出类型的放大器、耳机放大器、立体声放大器
b.专用显示驱动电路:发光二极管(LED)、液晶显示(LCD)、平板显示器(flatpanel)、VF、CRT监视器专用显示驱动电路等。
c.专用接口电路:全差分信号与单端信号的接口与缓冲器、差分与单端信号的接发送器、各种标准的以太网接口电路,以及其他标准的专用接口电路、。
d.温度传感控制电路:温度开关、数字与模拟温度传感控制电路、硬件温度监控电路
e.其他专用模拟集成电路:汽车专用模拟集成电路、无线专用模拟集成电路、通信专用模拟集成电路、时钟发生电路等。

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晶圆
(二)各种类型电路的版图注意事项
1. 通用模拟集成电路版图注意事项
(1)Operational amplifier
运放,版图注意事项:
a.输入级的匹配要对称做好
b.里边的镜像MOS匹配对称要做好
(2)Bandgap
带隙基准源,输出一个基准电压一般是1.23V附近,版图注意事项
a.电阻要匹配对称
b.三极管要匹配对称
c.镜像用的MOS管要对称
d.运放内部的镜像元器件要做好对称
(3)LDO
低压稳压器,输出一个电压给其他电路用,一般作为电源用,注意:
a.电阻或电容匹配对称性要高
b.运放的元器件对称性要高
(4)ADC/DAC
DAC(数模转换)是利用电阻和电容的匹配来实现的,所以版图布局注意事项:
a.电阻电容的匹配性要高
b.运放内的元器件对称性要高
ADC(模数转换)是首先采样外界模拟信号,然后内部通过量化(DAC作用)比较生成所需数字信号,所以里面包含DAC部分,DAC的布局注意事项同样注意,版图注意事项:
a.电阻电容的匹配性要高
b.运放内的元器件对称性要高
c.模拟信号的采样部分要尽量远离数字信号,做好隔离,其他信号尽量远离采样信号,防止干扰。
2. 专用模拟集成电路版图注意事项
(1)PLL,DLL(应用:无线电发射中使用,时钟生成器)
PLL是锁相环电路,DLL是延长锁相环电路,比PLL多个延迟电路,版图注意事项:
a.镜像电流的MOS管匹配对称性要做好
b.电路中的滤波电路要做好隔离,滤波输出信号是给VCO电路,这段信号线越短越好
c.里面的VCO是压控振荡电路,该电路原理是利用电压控制输出频率(通过改变充放电时间来实现),VCO的MOS镜像匹配对称性要做好
锁相环(phase locked loop):锁定相位的环路,把输出相位和输入相位相比较的反馈系统。输出相位和输入相位的比较由“相位比较器”或“鉴相器”(PD)完成。
(2)BIAS自偏置基准电路
该电路主要用于给其他电路提供电压基准或者电流基准,电路包含两部分:一是电路主体,二是启动电路
布局注意:启动电路无要求,主电路的MOS匹配要做好
(3)SMT
施密特电路,电路功能是滤除杂波,也叫信号整形,主要用在芯片输入级数字信号的接受和整形。
layout布局上要求不高
(4)POR上的复位电路
由于逻辑电路在上电过程中很容易出现错误状态,所以需要上电复位电路来初始化电路状态,布局要求不高
(5)LEVELSHIFT
LEVELSHIFT是数字信号电平转化,如3V转5V电平,版图要求不高,注意事项:
a.比较器的对称性要做好
b.两个电源系统要注意区分


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发表评论 评论 (6 个评论)

回复 iandphp 2022-10-12 20:13
作者用心了,写得好详细啊,感谢你的分享
回复 Quinlan 2022-10-17 16:37
  
回复 ximahaisheng 2022-11-13 16:29
感谢分享,以后画版图就有数了。
回复 gongdaccy 2022-11-18 14:02
感谢分享!
回复 ganchunzhao 2022-11-28 14:07
谢谢
回复 chy111 2022-12-3 17:09
写得好详细,谢谢

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