CMOS模拟集成电路版图设计与验证——基于Cadence Virtuoso与Mentor pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121298073

商品编码：22029746533

商品基本信息,请以下列介绍为准
商品名称：	CMOS模拟集成电路版图设计与验证——基于Cadence Virtuoso与Mentor Calibre
作者：	等编著
市场价：	48元
ISBN号：	9787121298073
出版社：	电子工业出版社
商品类型：	图书

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	语种：中文
出版时间：2017-04-01	版次：1	页数：
印刷时间：2017-04-01	印次：1	字数：

内容简介：

本书依托Cadence Virtuoso版图设计工具与Mentor Calibre版图验证工具，采取循序渐进的方式，介绍利用Cadence Virtuoso与Mentor Calibre进行CMOS模拟集成电路版图设计、验证的基础知识和方法，内容涵盖了CMOS模拟集成电路版图基础知识，Cadence Virtuoso与Mentor Calibre的基本概况、操作界面和使用方法，CMOS模拟集成电路从设计到流片的完整流程，同时又分章介绍了利用Cadence Virtuoso版图设计工具、Mentor Calibre版图验证工具及Synopsys Hspice电路仿真工具进行CMOS电路版图设计与验证、后仿真的实例，包括运算放大器、带隙基准源、低压差线性稳压源、比较器和输入/输出单元。

目录

*1章 CMOS模拟集成电路版图基础 1.1 CMOS工艺基础及制造流程 1.2 CMOS模拟集成电路设计流程 1.3 CMOS模拟集成电路版图定义 1.4 CMOS模拟集成电路版图设计流程 1.4.1 版图规划 1.4.2 设计实现 1.4.3 版图验证 1.4.4 版图完成 1.5 版图设计通用规则 1.6 CMOS模拟集成电路版图匹配设计 1.6.1 CMOS工艺失配机理 1.6.2 元器件版图匹配设计规则 第2章 Cadence Virtuoso版图设计工具 .........

作者简介

尹飞飞博士，辽宁大学物理学院讲师，主要研究方向为集成电路设计与光电子器件性能研究，主持并参与了多个科研重点项目的研究工作，已发表论文5篇，获授权专利1项，在半导体器件物理及电路设计方面具有丰富的教学与科研经验。

 

《模拟集成电路版图设计与验证》 内容简介 本书聚焦于模拟集成电路版图设计与验证这一核心领域，旨在为读者提供一套系统、深入的理论知识与实践指导。本书将详细阐述从基本的器件版图构建到复杂的模拟电路模块布局，再到贯穿整个设计流程的版图验证策略。我们力求呈现最贴近实际工程应用的版图设计理念与方法，帮助读者掌握构建高性能、高可靠性模拟集成电路版图的关键技能。 第一章 绪论 本章将首先介绍模拟集成电路在现代电子系统中的重要地位与应用场景，如高性能运算放大器、锁相环、数据转换器等。随后，我们将深入探讨模拟集成电路版图设计的独特挑战与必要性，强调版图对电路性能、功耗、可靠性以及制造良率的决定性影响。我们将概述版图设计流程，从概念设计到最终的GDSII输出，并简要介绍几种主流的EDA（Electronic Design Automation）工具在版图设计与验证中的作用，为后续章节的学习奠定基础。此外，本章还将讨论半导体工艺对版图设计的影响，例如各种晶体管模型、互连线模型以及杂散效应等，让读者理解版图设计并非孤立存在，而是与底层的物理工艺紧密相连。 第二章 CMOS器件版图基础 本章将详细解析CMOS工艺中各类基本器件的版图结构与设计原则。我们将从最基础的NMOS和PMOS晶体管入手，剖析其源极、漏极、栅极、阱区、衬底等结构是如何在硅片上实现的。我们将深入讲解沟道长度调制、短沟道效应、次阈值摆动等晶体管特性在版图设计中需要考虑的因素，以及如何通过版图几何尺寸来优化这些效应。 除了晶体管，本章还将涵盖电阻、电容等无源器件的版图设计。我们将介绍不同类型的电阻（如扩散电阻、多晶硅电阻、金属电阻）和电容（如MOS电容、寄生电容）的结构特点、设计公式以及影响其精度和稳定性的因素，并给出相应的版图设计建议。 此外，本章还会重点介绍衬底连接、阱区隔离、沟道隔离等关键技术，这些技术对于抑制衬底噪声、防止器件之间的串扰至关重要。读者将学习到如何正确布置阱区，实现不同类型晶体管之间的有效隔离，以及理解衬底接地对于提高电路性能的重要性。 第三章 模拟电路模块版图设计策略 本章将从宏观层面探讨模拟电路模块的版图设计策略。我们将分析不同类型模拟电路模块（如差分对、共源共栅放大器、电流镜、仪表放大器、低压差分信号（LVDS）发射器/接收器等）的设计要点与难点，并针对这些模块提出具体的版图设计方法。 对称性与匹配： 模拟电路对器件匹配的敏感度极高。本章将详述版图对称性设计原则，包括器件的共质心放置、方向一致性、共用衬底区域以及相邻排列等，以最大程度地减少工艺偏差对器件参数（如阈值电压、跨导）的影响。我们将通过实例演示如何为差分对、电流镜等关键模块实现最佳匹配。 噪声抑制与接地： 模拟电路极易受到各种噪声的干扰，包括衬底噪声、电源噪声和电磁干扰。本章将深入讲解版图上的接地策略，如单点接地、多点接地、星形接地以及数字与模拟地分离等。我们将讨论如何有效地屏蔽敏感节点，降低电磁耦合，并介绍使用保护环（Guard Ring）技术来隔离噪声源。 功耗管理与散热： 高性能模拟电路通常伴随着较高的功耗。本章将探讨版图设计如何影响功耗，以及如何通过合理的器件布局和互连线设计来优化功耗。对于发热量较大的器件，我们将介绍散热设计方法，如增加散热区域、优化器件密度等，以确保电路的稳定运行。 寄生效应的抑制： 版图设计中不可避免地会产生寄生电阻、寄生电容和寄生电感。本章将分析这些寄生效应是如何影响电路性能的，例如对带宽、速度、增益和稳定性的影响，并提供相应的版图设计技巧来最小化这些不利影响，例如通过优化互连线长度、宽度、层数和间距。 布局密度与面积优化： 在有限的芯片面积内实现最优的性能是模拟版图设计的永恒追求。本章将讨论如何平衡布局密度与性能需求，并介绍一些面积优化的技巧，例如器件的堆叠、共用区域设计等。 第四章 模拟电路模块版图实例分析 本章将通过一系列实际的模拟电路模块版图设计案例，将前两章的理论知识转化为可操作的实践技能。我们将深入剖析以下典型模块的版图设计过程： 运算放大器（Op-Amp）： 从差分输入对、电流镜有源负载、推挽输出级到补偿电容，我们将详细解析运算放大器的各个级联模块的版图设计要点，重点关注失配、噪声、共模抑制比（CMRR）、电源抑制比（PSRR）和带宽等关键性能指标的版图实现。 数据转换器（ADC/DAC）： 以逐次逼近型ADC或R-2R DAC为例，我们将展示如何设计数字域和模拟域的混合信号电路版图，包括采样/保持电路、比较器、基准电压源、电阻串等关键模块的版图，并讨论数字开关噪声对模拟性能的影响以及抑制策略。 锁相环（PLL）： 我们将分析电压控制振荡器（VCO）、鉴相器（Phase Detector）和电荷泵（Charge Pump）等PLL核心模块的版图设计，重点关注频率抖动、相位噪声和锁定时间等指标的版图优化。 低压差分信号（LVDS）发射器/接收器： 针对高速通信需求，我们将介绍LVDS发射器和接收器的版图设计，包括电流源、差分对、匹配电阻等模块，并强调版图对阻抗匹配、串扰和电磁兼容性（EMC）的影响。 每个案例都将从电路功能需求出发，详细介绍器件选择、布局策略、互连线设计、版图规则检查（DRC）和设计规则检查（LVS）等关键步骤，并重点分析不同版图选择对最终电路性能的影响。 第五章 版图验证与设计规则检查（DRC/LVS） 本章将详细阐述模拟集成电路版图验证的整个流程和关键技术。我们强调，版图验证是确保版图正确性、可制造性和性能达标的决定性环节。 设计规则检查（DRC）： 我们将深入讲解DRC的重要性，以及DRC规则的来源（由代工厂提供）。本章将详细介绍DRC报告中常见的违例类型，如最小线宽、最小间距、器件重叠、衬底隔离不足等，并提供相应的版图修改建议。我们将指导读者如何高效地执行DRC，理解DRC报告，并进行有效的版图修复。 版图与原理图一致性检查（LVS）： LVS是确保版图与原始电路原理图逻辑上一致的关键步骤。本章将详细介绍LVS的工作原理，包括从版图提取网表，与原理图网表进行比对。我们将讨论LVS报告中可能出现的常见错误，如节点不匹配、器件连接错误、缺少器件等，并提供排查和解决这些问题的策略。 寄生参数提取与后仿真： 本章将介绍版图后提取寄生参数（电阻和电容）的重要性，以及这些寄生参数如何影响电路的实际性能。我们将讲解如何使用EDA工具进行寄生参数提取，生成后仿真模型，并在仿真器中进行后仿真，以验证版图设计是否满足性能要求。我们将重点关注寄生效应对带宽、速度、增益和稳定性的影响，并讨论如何通过版图优化来改善这些性能。 物理验证与可制造性分析： 除了DRC和LVS，本章还将涉及更高级的物理验证技术，例如天线效应检查、可制造性检查（MCM）等。我们将讨论这些验证技术在确保版图在实际制造过程中的成功率方面所起的作用。 第六章 进阶版图设计与新兴技术 本章将探讨一些模拟集成电路版图设计的进阶主题，以及与新兴技术相关的版图设计考量。 射频（RF）集成电路版图设计： 针对射频电路对寄生参数、噪声和串扰的极度敏感性，本章将介绍RF版图设计的特殊性，如三维布局、屏蔽技术、差分信号传输、地平面优化等。 混合信号集成电路版图设计： 混合信号集成电路同时包含模拟和数字电路，其版图设计需要特别关注数字噪声对模拟性能的干扰。本章将讨论模拟与数字区域的划分、电源和地线的管理、数字开关噪声的抑制策略等。 低功耗设计与版图： 随着移动设备和物联网的普及，低功耗设计已成为模拟集成电路的重要目标。本章将探讨如何通过版图设计来降低功耗，例如减小器件尺寸、优化互连线、采用低功耗工艺等。 先进工艺节点的版图设计挑战： 随着工艺节点的不断缩小，CMOS器件的物理尺寸越来越小，寄生效应、漏电、短沟道效应等问题愈发突出。本章将介绍在先进工艺节点下进行版图设计的特殊挑战，例如对版图规则的严格遵守、对三维结构的考量、对可靠性的更高要求等。 ESD（静电放电）保护电路版图设计： ESD保护是确保集成电路在操作过程中免受静电损坏的关键。本章将介绍ESD保护电路的常用结构，以及如何进行有效的ESD保护电路的版图设计，包括保护器件的放置、触发电压的控制以及对电路性能的影响。 结论 本书通过理论阐述、实例分析和实践指导相结合的方式，全面覆盖了模拟集成电路版图设计与验证的各个方面。我们希望本书能够帮助读者建立起扎实的版图设计基础，掌握解决实际工程问题的能力，并为他们在模拟集成电路设计领域不断探索和创新提供有力的支持。理解和掌握模拟集成电路的版图设计，对于设计出高性能、高可靠性的模拟芯片至关重要，也是每一个模拟IC设计工程师必须具备的核心技能。

评分☆☆☆☆☆

我本以为会看到一堆关于版图规则、寄生效应分析、布局布线技巧的干货，结果这本书在前半部分，花了大量篇幅去探讨“工程伦理”和“项目管理”。我猜想，作者可能是一位经验极其丰富的老工程师，他深知技术再牛，没有良好的工程习惯和团队协作，最终也难以成事。所以，书中深入剖析了在模拟集成电路设计过程中，可能遇到的各种道德困境，比如数据造假、技术泄露、责任归属等，并给出了很多极具操作性的指导。更让我意外的是，它还详细介绍了敏捷开发、瀑布模型等项目管理方法在IC设计流程中的应用，以及如何进行有效的团队沟通、风险评估和进度控制。我读完这部分，虽然没有学会一个具体的版图绘制技巧，但感觉自己的“工程师思维”得到了极大的升华，明白了工程实践远不止于技术本身，更关乎人的协作和职业操守。这种“接地气”的理论，对于初学者来说，可能比单纯的技术教程更有长远的价值，它是在为构建一个成熟的IC设计工程师打基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图和图表给我留下了深刻的印象，但与我想象中的电路图、版图示意图大相径庭。它更像是一本关于“可视化艺术”的书籍。其中，有大量篇幅是关于如何利用各种软件工具（虽然没有直接点明是Cadence和Mentor，但看得出来是相关的）来生成美观且信息量丰富的报告和演示文稿。作者详细讲解了如何选择合适的图表类型来展示复杂的数据，如何运用色彩、字体和布局来提升视觉吸引力，甚至还分享了一些关于如何制作高质量的PPT和PDF文档的技巧。我惊讶于作者将“展示”本身也视为一门学问，并且给予了如此高的重视。虽然我原本是想学习如何绘制版图，但这部分内容让我认识到，即使拥有精湛的技术，如果无法有效地将成果展示给他人，其价值也会大打折扣。这本书让我看到了“表达”的力量，也让我开始反思自己以往在技术汇报和文档撰写方面的不足，或许是时候将更多精力投入到提升“沟通”和“呈现”的能力了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题虽然提到了“CMOS模拟集成电路版图设计与验证”，但我拿到手之后，更像是在翻阅一本厚重的工业史料。开篇就洋洋洒洒地介绍了集成电路产业的发展历程，从晶体管的发明讲到摩尔定律的兴衰，再到当前芯片制造工艺的精进。我本以为这是为了铺垫技术理论，结果它竟然花了相当大的篇幅去讲述不同年代的芯片巨头们是如何一步步建立起自己的帝国，比如Intel、AMD、TI等等。每一家公司的崛起都伴随着跌宕起伏的商业斗争和技术革新，作者仿佛是一位资深的产业分析师，用生动的语言描绘了这些商业巨头的兴衰史，甚至还穿插了一些创始人或者关键技术人物的小故事。虽然这部分内容和我预期的“版图设计”主题关系不大，但不得不承认，读起来颇有意思，让我对整个集成电路行业有了更宏观的认识。它没有直接教我如何画版图，却像是在给我讲了一个波澜壮阔的芯片江湖故事，让我对接下来的技术内容充满了好奇，也隐隐觉得，理解了行业的根基，或许才能更好地理解技术的应用。

评分☆☆☆☆☆

让我感到意外的是，这本书的最后一部分，几乎变成了一本“法律法规指南”，而且是围绕着知识产权和标准合规性的。作者花了相当大的篇幅去介绍国际上关于集成电路设计、专利保护、以及不同国家和地区在芯片制造和出口方面的法律规定。它详细解释了什么是“EDA工具的使用许可协议”，什么是“设计专利”和“实用新型专利”，以及在进行版图设计时需要注意的“合规性问题”，比如避免侵犯他人的IP核，遵守行业标准等等。我本以为这只是一个边角料的介绍，没想到作者将其作为压轴内容，并进行了深入的讲解，甚至还引用了一些实际的案例来阐述违规操作可能带来的法律风险。这让我意识到，在高度竞争和全球化的IC设计领域，技术实力固然重要，但缺乏法律意识和合规性意识，可能会给公司带来巨大的损失。这本书让我明白，成为一名合格的IC设计工程师，不仅要懂技术，还要懂规则，懂如何保护自己，也懂得如何尊重他人的劳动成果。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲述CMOS模拟集成电路的某些方面时，竟然引入了大量的“心理学”和“认知科学”的理论。我当时就觉得很不可思议，版图设计和这些有什么关系？然而，作者却非常巧妙地将“人的注意力模型”、“认知负荷理论”、“格式塔原理”等概念，应用到解释为什么某些版图布局会让人感到清晰易懂，而另一些则混乱不堪。它分析了人类视觉系统在扫描复杂图形时的工作机制，以及如何通过遵循特定的“视觉引导”原则，来帮助设计者更快速、更准确地发现版图中的问题。我读到后面，甚至发现书中还讨论了“设计者的心流状态”和“疲劳对设计错误的影响”，并给出了如何通过优化工作环境和调整设计节奏来保持高效专注的建议。这部分内容完全超出了我的预期，让我对“设计”这一行为有了更深层次的理解，原来，好的版图设计，不仅仅是遵循规则，更是在与人的认知能力打交道，是一门融合了技术与人性的艺术。