其 他 回 答共1條
1樓
首先我們要了解三極管的基本原理，三極管就是一條電流的通道，有一個電極控制這個通道的通和斷，如果說三極管的基本原理用這樣的比喻比較牽強附會的話，在設(shè)計三極管的版圖時，它就非常的確切了，我們先畫一條綠色的線條表示通道，再畫一條橫跨過通道的紅色線條表示控制柵極，就象馬路上的綠色的通道和警察掌握的紅燈一樣，綠色通道里的電流的通斷，得看警察的臉色行事。不過在集成電路里通道不叫通道，而叫有源區(qū)，一個奇怪的名字，不過很好記，我們平時把半導(dǎo)體器件叫做有源器件，電阻電容叫無源器件，三極管是有源器件，因此只要記住和三極管有關(guān)的區(qū)域叫有源區(qū)就可以了。 由 N型或 P型半導(dǎo)體材料組成源極和漏極，在源極和漏極之間放一層多晶硅作為柵極，這就形成了一個 MOS三極管，多做幾個這樣的三極管，并把它們按要求連接起來，這就形成了集成電路。把許多三極管做在一起就是集成電路。 集成電路真的就是這么簡單，請暫時不要問什么半導(dǎo)體為什么會導(dǎo)電之類目前被認為是無關(guān)緊要的問題，我們在這里探討的是如何快速的學會設(shè)計集成電路，而不是半導(dǎo)體理論。 top -------------------------------------------------------------------------------- 設(shè)計一個反相器管 我們知道三極管相當于一條通道，在這條通道上電流出發(fā)的那一端叫做源極，而電流到達的那一端叫做漏極，控制電流通斷的那個電極叫做柵極，那么柵極需要帶上什么樣的電壓才表示通道導(dǎo)通呢？一般情況下，柵極對源極的電壓為0V時，表示關(guān)斷，柵極上帶 0.7V以上的電壓時，表示導(dǎo)通，應(yīng)該注意柵極電壓是對源極而言的。 上述的 MOS三極管我們叫它 N型 MOS管，對應(yīng)的，還有一種 P型 MOS 管， P型 MOS管的特性正好完全相反，電流從漏極出發(fā)到達源極，柵極帶上比漏極低于0.7V以下的電壓時， MOS管導(dǎo)通。 如果規(guī)定只能用一種類型的 MOS管，我們也能設(shè)計出集成電路來，想當初的半導(dǎo)體工藝只適合于做 N型一種類型的 MOS管，那時侯的集成電路大部分是NMOS集成電路，我們熟悉的早期的 Z80、8048等，都是用 NMOS工藝制造的。后來，發(fā)展了在同一個芯片上做兩種不同類型 MOS管的工藝，叫做CMOS工藝，現(xiàn)在已是半導(dǎo)體行業(yè)的主流工藝。 N 管和 P管的版圖設(shè)計并沒有什么不一樣，只要對其類型做一個標記就可以了，這個標記用來通知制造集成電路的人把這些管子做成某一類型的管子，在下圖中我們把 P管用虛框圈起來作為標記。 top -------------------------------------------------------------------------------- 設(shè)計一個簡單集成電路 設(shè)計集成電路也很簡單，不過就是把那些三極管連接起來，用什么來連接呢？總不至于用電烙鐵和焊錫絲之類的方法吧？在集成電路里不用這種方法，用的是類似于雙面線路板的方法，雙面線路板上的過孔將線路板的兩面連接了起來，在集成電路了也用了過孔，兩層導(dǎo)電材料分別是鋁和多晶硅，鋁可以越過各種區(qū)域通到任何地方而不受限制，但多晶硅可不可以呢？好象可以，可是，的多晶硅越過有源區(qū)時，有源區(qū)變成了一個受多晶硅控制的電流通路：一個多余的三極管，這不是我們所希望的，所以，我們在這里增加一條規(guī)則：多晶硅不能跨越有源區(qū)。按這樣的規(guī)則連接兩各三極管，我們就設(shè)計了一個含有一個反相器的簡單的集成電路。 在芯片的四周有四個焊接點，用來和外部電路進行連接，不過，在這里不叫焊接點，而叫壓焊點，可能因工藝而得名。如果你到集成電路行業(yè)里把它叫成焊接點的話，會讓別人目瞪口呆的。 我們不妨大膽的把集成電路設(shè)計技術(shù)和制造工藝用印刷來理解，當我們要印名片時，我們要先設(shè)計版面的排列，為一個商標圖案苦思冥想，用彩色筆在草稿紙是畫來畫去，甚至出錢請搞美工的人來為這張名片進行設(shè)計。 設(shè)計的名片可能包含了好幾種顏色，好多種字體，當設(shè)計方案送到引名片的小店后，將根據(jù)顏色的種類先做出版子來，然后就是用這些版子把各種顏色印到紙上，再然后就是把一大張紙剪切成一張一張的小名片，最后把這些名片裝到小盒里，就等著用戶來取貨了。 印名片的小店老板只要會玩那些制版機、速印機之類的玩藝就可以了，基本上不用識多少字，小學程度即可，要求他必須懂得美術(shù)原理才發(fā)給操作證可以上崗，屬于一種無理取鬧的行為。 對設(shè)計名片的美工師傅的最大的要求是能夠理解客戶的要求，并且能夠用版面的排列、字體的選擇、顏色的搭配來表達客戶的意圖，我們完全沒有必要要求美工師傅會做各種字體的鉛字、讀過大部頭的《照相原理》、精通印刷機械。 相應(yīng)地，我們對客戶就應(yīng)該只有一個要求：簡單、明確的提出他的意圖。 集成電路的情況也是這樣，用戶提出他的芯片具有的功能，設(shè)計的過程是將功能翻譯成版圖，制造的過程是用版圖印刷出芯片。 印刷和芯片的驚人的類似之處是，美工師傅只要使用字庫里的各種字體就可以了，沒有必要自己親自作出一個個的字體來；芯片設(shè)計師實際上也只要使用單元庫里的單元就可以了。 印刷和芯片的另一個更驚人的類似之處是，當字庫里沒有某個特定的符號時，比如一個不常見的商標，美工師傅就要親自做出這個符號來；芯片設(shè)計師有時也會遇到庫里沒有的單元，他也需要親自畫出這個單元的版圖來。 top
參考資料： http://stephenwang2005.blogchina.com/2448350.html
知識庫標簽：
|列兵
