mismatch不是和版图有关吗，为什么前仿真可以做mismatch仿真？

CWBBest

有些工艺提供了mismatch库，可以在前仿真就进行mismatch评估。

但是我想，mismatch不是和版图布局有关吗？我前仿真仿完mismatch，但加入由于时间和水平限制，后面版图画的不是很好，岂不是前仿真没有任何参照意义了嘛？

还是说mismatch仿真需要结合后仿真，只是我的设置没有配置正确呢？

请各位前辈指点，感谢！

虎大王

good question。
一般 认为 mismatch仿真数据 不基于优化的 版图 提供的 偏差值。
如果你版图上做好严格匹配画法，应该实际mismatch会比仿真的要小。
用mismatch仿真结果作为 最坏情况去考虑。

david_reg

个人觉得mismatch分为随机失配和系统失配;
随机失配是由于微观随机物理机制产生的, 即使两个版图完美匹配的器件也存在随机性失配; 比如两个版图完全匹配的电容A与B, 其容值会有随机偏差; 如果测量多个这样的匹配器件, A和B各自的平均电容值应该接近一致; 随机性失配与器件面积有关.
系统失配是由于版图不够匹配造成的固定失配, 比如MOS朝向不同Vth应该会有一定偏差. 测量多次, A与B各自的Vth平均值也会存在偏差.
工艺模型中的mismatch数据通常是工艺厂在版图完美匹配的情况测量的随机性失配数据, 所以前仿真可以检查随机性失配, 其结果应该是最优的结果.
后仿真会增加版图的走线寄生参数, 如果是BSIM4的MOS还会有LDE相关的参数(比如LOD, WPE), 如果由于版图不够完美造成这些参数不匹配, 则后仿真可以看到系统失配. 对于版图抽取无法反映或者模型中无法仿真的差别(比如器件朝向不同带来的系统失配), 只能靠手工检查.

CWBBest

虎大王 发表于 2021-5-5 11:31
good question。
一般 认为 mismatch仿真数据 不基于优化的 版图 提供的 偏差值。
如果你版图上做好严格匹 ...

以高斯分布为例，系统失配相当于μ带来的影响，随机失配相当于σ带来的影响。这样理解正确吗？

CWBBest

david_reg 发表于 2021-5-5 13:36
个人觉得mismatch分为随机失配和系统失配;
随机失配是由于微观随机物理机制产生的, 即使两个版图完美匹配 ...

感谢回复。

您的观点似乎和2楼完全相反。待我想办法仿真实验一下。之后会把结果补充在这一层，敬请留意。

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仿真补充在9楼。

虎大王

CWBBest 发表于 2021-5-5 17:30
感谢回复。

您的观点似乎和2楼完全相反。待我想办法仿真实验一下。之后会把结果补充在这一层，敬请留意 ...

看书有那么难吗？？ 系统失配指的是即使电路器件物理上没有任何差异，但电学上不可能完全一样导致的偏差。
比如电流镜，VDS不一样导致的偏差。

CWBBest

虎大王 发表于 2021-5-5 17:48
看书有那么难吗？？ 系统失配指的是即使电路器件物理上没有任何差异，但电学上不可能完全一样导致的偏差 ...

继续您2楼回复的讨论。

假设我版图绘制的时候将电流镜的一个管子放在管芯的左下角，另一个放在管芯的右上角，这时候诸如梯度导致的失配在mismatch文件里也会涵盖吗？

CWBBest

虎大王 发表于 2021-5-5 17:48
看书有那么难吗？？ 系统失配指的是即使电路器件物理上没有任何差异，但电学上不可能完全一样导致的偏差 ...

书自然是看了的，而且我也没说您说的是错误的。亦或是您没看清楚用户回复错了？

CWBBest

搭建了一个简易的电路进行一下实验，如下图。



M2的为两个M17并联。如果两个管子条件完全相同，应该：

IM2-2*IM17=0

设置两VDS相同，在ADE XL中进行mismatch仿真，得到

μ ≈ 0



设置两VDS不同，再进行VDS仿真（点数没有取那么多了，没必要），得到

μ ≈ 13.23u



我认为能导致μ偏差的均可以称作系统误差。

CWBBest

虎大王 发表于 2021-5-5 17:48
看书有那么难吗？？ 系统失配指的是即使电路器件物理上没有任何差异，但电学上不可能完全一样导致的偏差 ...

为了确认我又去看了一下Sansen的第15章，里面好像没有“系统失配指的是即使电路器件物理上没有任何差异，但电学上不可能完全一样导致的偏差”这一定义吧。

对VDS对电流镜的影响出现在1523，但Sansen说这只是其中一个系统误差源。例如1535的热梯度、3楼前辈说的器件方向。这对于同一设计来说都算是系统误差吧。因为他们对于同一设计同一生产环境，测量1000遍，值总是不变的。这在匹配场景当中就是差值的分布函数均值会偏离0。随机失配影响分布函数散布的多宽多大，即σ。

也有可能是我看书不仔细，如有错误还请指出。