峰值检测器芯片设计

峰值检测器芯片设计峰值检测器•峰值检测在新的峰值到来时,检测信号的峰值。在峰值下降时,保持峰值。检测下一个峰值前复位。•应用仪器、仪表、自动化等家用电器、多媒体、报警器等雷达、激光制导等•目前的技术及应用Pk445chip性能参数•峰值范围:0V-5v•工作电源:VDD+5vVSS-5v•参考电源:Vrfe+5v•功耗:2mw•精度:5mv•适应温度:0度-75度(商用)Pk445chip工艺•BISCMOS06微米•DPTM双层多晶三层金属•设计规则•15层掩膜19次光刻•数字模拟混合信号电路工艺•触孔与互连CIC设计工具•CadenceComposer原理图设计输入•适用模拟数模混合电路设计•CadenceSpectre电路模拟•适用电路模拟•CadenceViruoso编辑版图编辑•版图设计工具•CadenceDIVA版图验证•适用CIC版图验证•CadenceAHDL语言适用CIC功能仿真CIC设计流程设计规划建库原理图输入电路仿真TOPcell版图验证输出GDSII细胞模块版图制掩膜流片封装测试Pk445chip设计库•design.tf工艺文件、display.drf显示文件、cds.lib库文件•spectreLib.scs仿真模型库•Design工艺库•LSW图层运用1.工艺层2.设计层3.系统层PK445峰值检测器电路设计•PK445chip顶层电路设计•Amplifier运算放大器设计•Control控制器设计PK445峰值检测器电路PK445chip带反馈的闭环峰值检测电路；运算放大器Ampv1可提快速充放电电流；运算放大器Ampv2为电压缓冲器，与电阻R引入反馈回路；D1构成峰值下降时的反馈回路开关；D2是控制电容充放电通路的开关；Ca为电容存储器；测量控制器Controlv及测量开关管M0组成控制电路控制峰值检测复位；vinput信号输入口，V1反馈输入口；in1同步信号,in2测量时钟；vref1vref2参考恒流源；vcop输出；电源VDDVSSPK445峰值检测电路工作原理1.采样：在峰值到来时，Ampv1输出V2=Vinput＞V3,D2开关管导通，Ampv1的反馈网络D2-Ampv2-R起电压缓冲作用，R限制电流通过。Von为D导通电压；Vcap=V3=V2－Von=Vinput－Von;2.保持：峰值下降时，Ampv1输出V2下降，D2管截止，D1导通，Ampv1的反馈网络D1，V2=VinputV3，电容器Ca保持着电压峰值；3.复位：in1同步信号和in2测量时钟高电平时峰值检测复位，电容C提供放电通路；峰值检测器电路模拟1.仿真环境2.仿真平台3.传输波形运算放大器电路设计1.输入输出两级构成2.差分输入级基本的差分输入放大双极型晶体管恒流源双端输入，单端输出。差分对与电流镜大尺寸MOS。3.输出级甲类放大器。RC反馈网络频率补尝运算放大器性能参数要求直流参数输入失调电压±(1-20)mv共模电压输入范围±(1-20)mv输出动态范围0-5V交流参数开环增益10000电压动态范围0.5-4.5V开环响应100MH（0.1db）闭环频率特性仿真(-3分贝）10MH共模抑制比（CMRR）80db电源电压抑制比（PSRR）80db控制器电路设计1.逻辑电路，测试信号In1,复位信号in2。2.测试信号In1，复位信号in2为高电平,M8导通，电容放电。PK445峰值检测器版图设计•版图设计规则•版图设计原则•版图设计图层运用•运算放大器版图设计•控制器版图设计•二极管及输出MOS管版图设计•电阻电容版图设计•顶层版图设计版图设计规则版图设计原则•匹配设计•抗干扰设计•抗寄生效应•可靠性匹配设计•失配-集成电路设计的预期与芯片实测结果的误差•归一化的失配定义：•集成电路的精度和性能取决于元器件的匹配精度•与版图设计和工艺有关匹配规则•布局布线保持对称性•器件的方向、位置保持对称性•增加虚拟版图保持对称性•共中心保持对称性•MOS采用叉指结构抗干扰设计•数字模拟的版图合理布局–模拟和数字的电源分离–模拟电路和数字电路分开–总线分开不交叉•加入屏蔽环–敏感电路加屏蔽环–敏感信号线加屏蔽环•采用电源滤波–在片内片外加滤波电容•电源规划–遏制干扰的产生–阻止干扰的传递抗寄生效应避免门闩-向上的效应可靠性设计2.避免天线效应1.ESD保护运算放大器版图设计1.MOS大尺寸2.自动生成3.完全对称4.叉指结构控制器版图设计1.对称2.等高其它器件1.开关管M82.电阻R3.电容C最高的版图设计1.全芯片尺218X1902.9个填补,填补的图层结构。3.3个测试单元4.对称5.路径连线6.防止天线效应版图验证1.DRC设计规则检查2.EXT版图提取3.LVS版图原理图一致性检查DRC规则检查•DRC操作步骤•DRC命令文件EXT提取版图网表•提取版图网表步骤•提取版图视图•提取命令文件版图与原理图一致性LVS检查•LVS操作步骤•LVS命令文件输出数据CIF与GDSII•9inv;•LLL0;•Lnw;•P24003900039000024000;•Lpdiff;•P2200310060031006003002200300;•L牛;•P1200-2700600-2700600-33001200-3300;•P1200-100600-100600-7001200-700;•P120041006004100600350012003500;•P2100-1200700-1200700-22002100-2200;•P2100300070030007004002100400;•……………………………………………………CIF文件例子设计实验报告一峰值检测器概况二电路结构及原理三设计规范四设计流程，建库（基本单元）。五单元及模块电路设计及仿真。六单元及模块版图设计。七版图验证，DRC及LVS令令文件,操作过程。八总结及改进方案。提交：电子文档及书面文档谢谢大家！