HMY 306 Εργαστήριο Σχεδίασης Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΟΥ CADENCE (LAB 4-6)

Σχετικά έγγραφα
HMY 306 Εργαστήριο Σχεδίασης Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΟΥ CADENCE (LAB 4-6)

HMY 306 Εργαστήριο Σχεδίασης Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΟΥ CADENCE (LAB 1-3)

HMY 306 Εργαστήριο Σχεδίασης Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΟΥ CADENCE (LAB 1-3)

HMY 306 Εργαστήριο Σχεδίασης Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΟΥ CADENCE (LAB 1-3)

Virtuoso. Εισαγωγή στο. Βοήθημα για το μάθημα των Συστημάτων VLSI. Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Οκτώβριος Διδάσκων : Αλκιβιάδης Χατζόπουλος

CADENCE. User Manual

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (10 η σειρά διαφανειών)

KiCad Create new project Eeschema Electronic schematic editor Eeschema Page settings grid Place component

VLSI Φυσικό Σχέδιο Συγκριτή

SPSS Statistical Package for the Social Sciences

Hase οδηγίες χρήσης.

Προτεινόμενες εργασίες Προγραμματισμού Διαδικτύου

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Επεξεργασία πολλαπλών φύλλων εργασίας - Γραφημάτων Excel

ΑΣΚΗΣΗ 2 η N-MOS ΚΑΙ P-MOS TRANSISTOR ΩΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα

Hase οδηγίες χρήσης.

Λίγα λόγια από το συγγραφέα Κεφάλαιο 1: Βάσεις δεδομένων και Microsoft Access Κεφάλαιο 2: Microsoft Access

ΑΣΚΗΣΗ 3 η Ο ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ CMOS

Οδηγίες για την εγκατάσταση του πακέτου Cygwin

Εργαστηριακή άσκηση. Κανόνες σχεδίασης και κατασκευαστικές λεπτομέρειες στη σχεδίασης μασκών (layout) και προσομοίωσης κυκλώματος VLSI

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

1. Κλικ στην καρτέλα Insert 2. Tables 3. Κλικ Table 4. Σύρουμε το δείκτη του ποντικιού και επιλέγουμε τον επιθυμητό αριθμό γραμμών και στηλών

Εφαρμογές Ψηφιακών Ηλεκτρονικών

ΜΑΘΗΜΑ 10 Ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ Β ΓΙΑ ΧΡΗΣΤΕΣ (NON-EXPERTS) Α. ΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΙΝΑΚΑ ΕΠΙΛΟΓΩΝ 1. TOOLS DATA UTILITIES SWITCHBOARD MANAGER YES

Microsoft PowerPoint 2010 Πανεπιστήμιο Κύπρου

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Φάση 1 η Γνωριμία με το λογισμικό Tina Pro: ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Χρόνος υλοποίησης: 15

Αυτόματος διακόπτης αλλαγής φοράς περιστροφής εναλλασσόμενου τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα με έλεγχο PLC

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ VLSI. Δρ. ΕΥΣΤΑΘΙΟΣ ΚΥΡΙΑΚΗΣ-ΜΠΙΤΖΑΡΟΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ

ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ DYMO LABEL V.8

1. Κατανόηση Και Αλλαγή Μεταξύ Προβολών Εμφάνισης Της Παρουσίασης. 1. Κατανόηση Και Αλλαγή Μεταξύ Προβολών Εμφάνισης Της Παρουσίασης

Η ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ WINDOWS (WINDOWS EXPLORER)

Δημιουργία μιας εφαρμογής Java με το NetBeans

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Η/Υ και Μικροεπεξεργαστών Εαρινό εξάμηνο Διδάσκων: Γιώργος Ζάγγουλος

GreekLUG Ελεύθερο Λογισμικό & Λογισμικό Ανοικτού Κώδικα

1.Puzzle. ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΓΕΩΡΓΙΑ ΚΛΩΣΤΡΑΚΗ Σελίδα 1

Εργαστήριο Εισαγωγής στη Σχεδίαση Συστημάτων VLSI

10o ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Στοιχεία Χωροθεσίας (Layout) CMOS

Περιγραφή του βασικού παραθύρου του Cubase SE3. Εικόνα 1

Εργαστήριο Μελέτης και Σχεδίασης με Χρήση Η/Υ Εγχειρίδιο για την χρήση του SIEMENS NX ΣΤΑΥΡΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΓΟΡΑΝΙΤΗΣ

Γράφοντας μουσική με το Finale 2006 (Δ μέρος)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου)

Εισαγωγή στην Επιστήμη της Πληροφορικής Εργαστήριο. Microsoft Excel Μέρος 2

Δημιουργία και επεξεργασία διανυσματικών επιπέδων στο QGIS

Εισαγωγή στη VHDL Υλοποίηση στο Quartus

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI I

ηµιουργία Αρχείου Πρότζεκτ (.qpf)

Hase οδηγίες χρήσης.

2η Εργαστηριακή Άσκηση

Το πρόγραμμα συγχρηματοδοτείται 75% από το Ευρωπαϊκό κοινωνικό ταμείο και 25% από εθνικούς πόρους.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Matlab GUI για FWSVM και Global SVM

ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

2. Κάντε κλικ στο παράθυρο όψης Top για να το ενεργοποιήσετε, ώστε να σχεδιάσετε το πάτωµα του δωµατίου.

Well Seal.

Λεπτομέριες τοιχοποιίας Σχεδίαση κάτοψης

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ "ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑΣ" (TEMPLATE) ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ MICROSOFT OFFICE SHAREPOINT DESIGNER 2007

Ηλεκτρολογικό Σχέδιο στο AutoCAD

Εργαστήριο 1-1 η Άσκηση - Ανάλυση

Εισαγωγή στην Επιστήμη της Πληροφορικής Εργαστήριο. Microsoft Excel Μέρος 2

Εισαγωγή στη σχεδιαστική ροή της Xilinx

1 η Εργαστηριακή Άσκηση MATLAB Εισαγωγή

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΥ ΕΤΕΡΟΑΝΑΦΟΡΩΝ

Εργαστήριο του Μαθήματος: ΕΠΛ003. Ενότητα 3 Εισαγωγή στο Microsoft Word

Σύντομη περιγραφή 5. Για να ξεκινήσετε 6. Οι οθόνες του προγράμματος 8. Εγκατάσταση προγράμματος 6 Δημιουργία κωδικών χρήστη 7

ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ DVR KTEC

Λίγα λόγια από το συγγραφέα Κεφάλαιο 1: Microsoft Excel Κεφάλαιο 2: Η δομή ενός φύλλου εργασίας... 26

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑΣ (TEMPLATE) ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ MICROSOFT OFFICE SHAREPOINT DESIGNER 2007

Πως θα κατασκευάσω το πρώτο πρόγραμμα;

Εισαγωγή στην Στατιστική (ΔΕ200Α-210Α)

«Αβάκιο» Οδηγός χρήσης Μικρόκοσμου που αποτελείται από τις ψηφίδες Καμβάς, Χελώνα, Γλώσσα, Μεταβολέας, Χρώματα.

Η Περιοχή Εργασίας του Flash

POWERPOINT Είναι το δημοφιλέστερο πρόγραμμα παρουσιάσεων.

Εργαστηριακή Άσκηση 4 Μορφοποίηση Κειμένου μέσω του

Φόρμες και Εκθέσεις στην ACCESS

Εργαστήριο του Μαθήματος: ΕΠΛ001

Αντιγραφή με χρήση της γυάλινης επιφάνειας σάρωσης

ΤΟ MICROSOFT WORD XP. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν!

Συνοπτικό εγχειρίδιο χρήσης του Microsoft Visual Studio 2010

Οδηγός Χρήσης της Υπηρεσίας Τηλεομοιότυπου (RightFax Fax Service) Web Utility. (διαδικτυακή εφαρμογή)

ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΠΑΙΧΝΙΔΙΩΝ: Εργασία με το λογισμικό Valve Editor

6. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Android Studio για Linux

1. Τα τμήματα της επιφάνειας εργασίας των Windows

ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ Εισαγωγή Αντικείμενο πτυχιακής εργασίας.σελ Περιεχόμενα εγχειριδίου Αναφοράς Προγραμμάτων.. σελ. 3

Field Service Management ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ

Οδηγίες για προσθήκη Web Frames Tools to the Quick Access Bar σε μεταγενέστερη έκδοση του Word

Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου ΙΙ Γιώργος Σούλτης 167

Εγκατάσταση αρχείων βιβλιοθήκης VHOPE και VHOPE

Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

6. ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΤΟΥ ΧΑΡΤΗ

Εισαγωγή στο Προγραμματισμό με τη PASCAL & τη Matlab Εξαμηνιαία Εργασία 2014 Μετατρέποντας AC σε DC Τάση Μέρος Β : Πορεία Εργασίας

Θέµα 2: Φασµατογράφηµα στενής και ευρείας ζώνης, ενός σήµατος οµιλίας. Προέµφαση της οµιλίας. Παράµετροι οµιλίας (Ενέργεια, Pitch, Formants, LPC.

Οδηγίες εγκατάστασης και χρήσης Java σε προσωπικό υπολογιστή

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

Ενότητα 15 Μορφοποίηση της Γραφικής Παράστασης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΟΔΗΓΟΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΤΗΛΕΟΜΟΙΟΤΥΠΟΥ (FAX) ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ WEBUTIL

Transcript:

HMY 306 Εργαστήριο Σχεδίασης Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων Διδάσκων: Ιούλιος Γεωργίου Βοηθός Διδασκαλίας: Γιώργος Βαρνάβα ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΟΥ CADENCE (LAB 4-6) Οδηγίες: Με το πέρας των εργαστηρίων του Cadence 4-7 πρέπει να καλέσετε τον καθηγητή ή ένα από τους βοηθούς διδασκαλίας να του δείξετε στον υπολογιστή (Cadence) τις σχεδιάσεις σας καθώς και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από αυτές. Κρατήστε όλα τα αποτελέσματα και επεξηγήσεις αναλύσεις των αποτελεσμάτων του εργαστηρίου σε σημειωματάριο που κρατάτε αποκλειστικά για το μάθημα. Αναμένουμε να υπάρχουν σχόλια-επεξηγήσεις που να αποδεικνύουν πλήρη κατανόηση των ασκήσεων καθώς και διασύνδεση των αποτελεσμάτων με σημαντικά στοιχεία από την θεωρία (ΗΜΥ 305). Οι σημειώσεις πρέπει να είναι ουσιώδης και όχι μακροσκελής χωρίς ουσία. Συντομεύσεις (Schematic Editor Bindkeys): Esc: Ακυρώνει την τελευταία εντολή. Ctrl + d: Ακύρωση τελευταίας επιλογής αντικειμένου. I: Create Instance w: wire p: insert pin m: move c: copy s:stretch z: zoom 1

Πρόσβαση στο Περιβάλλον Linux μέσω Virtual Machine Windows à Desktop à Ανοίξτε το VMWARE Player à Open a Virtual Machine Ανοίξτε το αρχείο ECE/virtualmachine/cadence/centOS5-PythVM Επιλέξτε Play Virtual Machine Όταν το CentOS φορτώσει, εισάγετε το όνομα χρήστη και τον κωδικό σας για να αποκτήσετε πρόσβαση. Με το πέρας του εργαστηρίου πρέπει να κλείνετε το Virtual Machine. Προετοιμασία περιβάλλοντος εργασίας για την εκκίνηση του CADENCE 1. Desktop Δεξί κλικ Open Terminal Για την δημιουργία καινούργιου φακέλου εργασίας για τις ανάγκες των εργαστηρίων 4-6 και την εκκίνηση του CADENCE, ανοίγουμε ένα Terminal και γράφουμε στο παράθυρο Terminal τα εξής: pwd Enter (αν το path που εμφανίζεται είναι /u/ece/username τότε συνεχίστε με την επόμενη εντολή) cd cadence Enter (Είσοδος στο directory cadence) mkdir LAB_4-6 Enter cd LAB_4-6 Enter cadence Enter (αρχικοποίηση) cadence ams35v4.10 Enter (επιλογή τεχνολογίας χυτηρίου) cadence Enter (εκκίνηση Cadence) Για επανεκκίνηση του Cadence στον ίδιο φάκελο εργασίας (δεν χρειάζεται αρχικοποίηση και επιλογή χυτηρίου): cd cadence Enter cd LAB_4-6 Enter cadence Enter (εκκίνηση Cadence) Common Source 1. Στην mylib δημιουργούμε καινούργιο cell το common_source. Σε αυτό θα σχεδιάσουμε το σχηματικό ενός Common Source Single Stage Amplifier. Στη συνέχεια θα χρησιμοποιήσουμε το ADE (Analog Design Environment) για να προσομοιώσουμε το κύκλωμα. 2. Σαν πρώτο βήμα σχεδιάζουμε το σχηματικό της εικόνας 1 και το ονομάζουμε common_source. Στην πηγή V0 ορίζουμε την DC τάση ως VDS. Στην πηγή V1 ορίζουμε 2

μόνο την DC τάση ως VGS. Τα υπόλοιπα πεδία τα αφήνουμε κενά. To W του τρανζίστορ ΜΝ0 το ορίζουμε στα 9μm και το L στο 1μm. Εικόνα 1 3. Ανοίγουμε το ADE L για να προσομοιώσουμε το κύκλωμα. Στο design variables ορίζουμε το VDS=3V και το VGS=1.5V. Εκτελούμε DC ανάλυση χωρίς variables. 4. Το τρανζίστορ ΜΝ0 βρίσκεται σε κορεσμό ή όχι? Εξηγήστε. 5. Επιλέγουμε DC Analysis. Ορίζουμε ως design variable μόνο το VDS. Επιλέγουμε το ρεύμα στο Drain για την αποτύπωση της γραφικής παράστασης. Μετά την προσομοίωση έχουμε την γραφική παράσταση Id Vs Vds. Μέσω της γραφικής αυτής υπολογίστε το Rout στην περιοχή κορεσμού: Rout = ro =... 6. Στη συνέχεια ορίζουμε ως design variable μόνο το VGS. Επιλέγουμε το ρεύμα στο Drain για την αποτύπωση της γραφικής παράστασης. Μετά την προσομοίωση έχουμε την γραφική παράσταση Id Vs Vgs. Μέσω της γραφικής αυτής υπολογίστε το gm=. 7. Στο σχηματικό της εικόνας 1 προσθέτουμε μία αντίσταση φορτίου την rpolyh από την βιβλιοθήκη PRIMLIB όπως φαίνεται στην εικόνα 2. Ορίζουμε την αντίσταση της στα 3ΚΩ. Μετονομάζουμε το VDS τηs πηγήs V0 σε Vbias. 3

Εικόνα 2 8. Για να προσθέσουμε pin εξόδου μεταξύ αντίστασης και τρανζίστορ επιλέγουμε: create à pin και εμφανίζεται το παράθυρο της εικόνας 3. Ονομάστε το out και στο πεδίο Direction επιλέξτε output. Εικόνα 3 9. Επαναλάβετε τα βήματα 3-4. Το τρανζίστορ ΜΝ0 βρίσκεται σε κορεσμό ή όχι? Εξηγήστε. Υπολογίστε την συνολική αντίσταση εξόδου Rout: Rout = RD // ro =. 4

10. Εξάγεται το κέρδος της συνδεσμολογίας που φαίνεται στην εικόνα 2, με εξισώσεις με την βοήθεια της DC Analysis και με Transient Analysis. Συγκρίνεται τα αποτελέσματα που βρήκατε με τις δύο διαφορετικές μεθόδους. 11. AC Analysis - Ανάλυση μικρού σήματος στο πεδίο συχνοτήτων. 12. Για την πραγματοποίηση AC Analysis, αρχικά τροποποιούμε την πηγή Vsin όπως φαίνεται στην εικόνα 4. Επίσης αλλάζουμε το μέγεθος του τρανζίστορ σε W= 80 μm και L = 2μm, την VGS = 1V, και την αντίσταση σε 2.5ΚΩ. Εικόνα 4 13. Στο ADE L επιλέγουμε: Analysis à Choose à AC και συμπληρώνουμε την φόρμα όπως στην εικόνα 5. Σε αυτή την περίπτωση ορίσαμε σαν μεταβλητή, την συχνότητα του σήματος εισόδου για εύρος συχνοτήτων από 10ΗΖ μέχρι 20GHz. 5

Εικόνα 5 14. Έπειτα για την δημιουργία της γραφικής Av Vs Frequency δεν έχουμε παρά να ορίσουμε σαν έξοδο τον κλάδο της Vout. (Virtuoso Analog Design Enviroment àoutputs àto be plotted à Select on schematic). 15. Για αποτύπωση διαφόρων γραφικών εκτελούμε : Results à Direct Plot à Main Form (εικόνα 6). Στο παράθυρο Direct Plot Form επιλέγουμε το είδος της εξόδου που θέλουμε να εμφανιστεί στην γραφική και έπειτα τον κλάδο της εξόδου για αποτύπωση της γραφικής. (Μη κλείσετε το παράθυρο Direct Plot Form πριν επιλέξετε τον κλάδο). Αποτυπώστε το κέρδος σε dβ20 καθώς και την φάση (Phase) στην ίδια γραφική παράσταση και εξηγήστε τα συμπεράσματα σας. Κέρδος(dB20) =. Εύρος Ζώνης =. Συχνότητα Αποκοπής =.. 6

Εικόνα 6 Δημιουργία Common Source με πηγή ρεύματος για φορτίο Δημιουργία Συμβόλου - Προσομοίωση 1. Δημιουργούμε το σχηματικό του Common Source με πηγή ρεύματος για φορτίο και το ονομάζουμε CS_current_source_load όπως φαίνεται στην εικόνα 7. (Wp/Lp = 75μm/2μm και Wn/Ln = 11μm/2μm) 7

Εικόνα 7 2. Για την δημιουργία του συμβόλου του πιο πάνω σχηματικού, ακολουθούμε την πιο κάτω διαδικασία από το Virtuoso Analog Design Environment: I. Create à Cellview à From Cellview, και θα εμφανιστεί το παράθυρο της εικόνας 8. Επιλέγουμε ΟΚ για να συνεχίσουμε. Στη συνέχεια εμφανίζεται το παράθυρο της εικόνας 9 στο οποίο μπορούμε να επιλέξουμε την διάταξη των pins του σχηματικού που θα εμφανιστούν στο σύμβολο. Επιλέγουμε τις εισόδους να εμφανίζονται στα αριστερά και τις εξόδους στα δεξιά του συμβόλου. Επιλέγουμε ΟΚ και εμφανίζεται το σύμβολο της σχεδίασης μας. Εικόνα 8 Εικόνα 9 II. Μπορούμε να αλλάξουμε το σχήμα/εμφάνιση του συμβόλου χρησιμοποιώντας: Create à Shape. Το τελικό σχέδιο (πράσινο χρώμα) του συμβόλου πρέπει απαραιτήτως να βρίσκεται εντός του περιγράμματος (κόκκινο χρώμα). Αν χρειαζόμαστε περισσότερο χώρο μπορούμε να μεγαλώσουμε το περίγραμμα: Edit à Stretch à επιλέγουμε την πλευρά του διαγράμματος που θέλουμε να μεγαλώσουμε. 8

III. Εκτελούμε Check and Save και κλείνουμε το παράθυρο του συμβόλου. 3. Στη συνέχεια δημιουργούμε ένα καινούργιο σχηματικό και το ονομάζουμε CS_cs_ load_sim όπως φαίνεται στην εικόνα 10. Εικόνα 10 4. Στο καινούργιο σχηματικό που δημιουργήσαμε, θα πρέπει να εισάγουμε το σύμβολο του CS_current_source_load από την mylib και τις απαραίτητες πηγές για τις ανάγκες των προσομοιώσεων. Χρησιμοποιήστε το Create à Instance για την εισαγωγή τόσο του CS_current_source_load όσο και των πηγών. Η τελική μορφή του σχηματικού φαίνεται στην εικόνα 11. Vbias: DC Voltage = 3V Vb: DC Voltage = 2V Vgs: DC Voltage = 1V AC Magnitude = 1V Εικόνα 11 9

5. Εκτελέστε τις προσομοιώσεις που χρειάζονται για να υπολογίσετε και να αποτυπώσετε το κέρδος σε dβ20 καθώς και την φάση (Phase) στην ίδια γραφική παράσταση και εξηγήστε τα συμπεράσματα σας. Κέρδος(dB20) =. Συχνότητα Αποκοπής =.. Εύρος Ζώνης =. 6. Βρείτε το βέλτιστο κέρδος αλλάζοντας τα W/L και τις τάσεις πόλωσης των τρανζίστορ και παρουσιάστε το τελικό κέρδος όπως και την γραφική παράσταση. 7. Βρείτε το βέλτιστο εύρος ζώνης αλλάζοντας τα W/L και τις τάσεις πόλωσης των τρανζίστορ και παρουσιάστε το τελικό εύρος ζώνης όπως και την γραφική παράσταση. 10

Δημιουργία Φυσικού Σχεδίου του Common Source με πηγή ρεύματος για φορτίο Μετά την προσομοίωση του κυκλώματος που δημιουργήσαμε στο σχηματικό, θέλουμε να δημιουργήσουμε μία ακριβές αναπαράσταση του σε φυσικό σχέδιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τις ανάγκες της χύτευσης από τον κατασκευαστή ημιαγωγών (στην προκειμένη αυτός είναι η ΑΜS). Στην ουσία, το φυσικό σχέδιο είναι οι διάφορες μάσκες που θα χρησιμοποιηθούν στα διάφορα στάδια της χύτευσης. Συντομεύσεις (Virtuoso Layout Suite bindkeys): Esc Ctrl + d I M C S Z P R K O Q Shift + O E L F U Del Shift + f Ctrl + f : Ακυρώνει την τελευταία εντολή. : Ακύρωση τελευταίας επιλογής αντικειμένου. : Create Instance : move : copy : stretch : zoom : create path : create rectangle : create ruler : create VIA : edit properties : rotate : display options : label : fit to design : undo : delete : in hierarchical layout show all layers as if flat : hide all hierarchy and show only outline of instances 11

1. Επαναφέρετε το CS_current_source_load σχηματικό στην αρχική του μορφή όπως φαίνεται στην εικόνα 7 (Wp/Lp = 75μm/2μm και Wn/Ln = 11μm/2μm). 2. Από το Library Manager έχοντας επιλεγμένο το cell CS_current_source_load του οποίου θέλω να δημιουργήσω το φυσικό σχέδιο (Layout) ακολουθούμε την παρακάτω διαδικασία: I. File à New à CellView à Στο πεδίο type επιλέγουμε layout και στο πεδίο Open with επιλέγουμε Layout XL όπως φαίνεται στην εικόνα 12 à ΟΚ. Εικόνα 12 II. Ανοίγει το Virtuoso Layout Suite. Εδώ μπορούμε να σχεδιάσουμε το φυσικό σχέδιο του κυκλώματος μας. Τα διάφορα στρώματα που εμφανίζονται στα αριστερά (βλέπε εικόνα 13) είναι: MET1 Metal 1 Layer Αγώγιμο MET2 Metal 2 Layer Αγώγιμο MET3 Metal 3 Layer Αγώγιμο DIFF Diffusion Layer Ημιαγώγιμο, μορφοποίηση τρανζίστορ NPLUS n+ Implant Layer Αλλαγή ιδιοτήτων του DIFF PPLUS p+ Implant Layer Αλλαγή ιδιοτήτων του DIFF POLY1 Poly 1 Layer Αγώγιμο Υλοποίηση Πύλης POLY2 Poly 2 Layer Μορφοποίηση πυκνωτή με POLY1 NTUB n - tub Layer N Well CONT Contact Layer Άνοιγμα μεταξύ MET1 και DIFF ή POLY 12

Οι διάφορες VIAS που είναι διαθέσιμες στο process της AMS είναι: ND_C PD_C P1_C P2_C VIA_C VIA2_C σύνδεση μεταξύ n-diffusion και Μetal1 σύνδεση μεταξύ p-diffusion και Μetal1 σύνδεση μεταξύ poly1 και Μetal1 σύνδεση μεταξύ poly2 και Μetal1 σύνδεση μεταξύ metal1 και Μetal2 σύνδεση μεταξύ metal2 και Μetal3 Επιλέγουμε ποια στρώματα του φυσικού σχεδίου να εμφανίζονται και ποια να είναι επιλέξιμα. AV: All Visible NV: Non Visible AS: All Selectable NS: Non Selectable Layers: Χρησιμοποιώντας το ανάλογο στρώμα μπορούμε να σχεδιάσουμε τις μάσκες του φυσικού σχεδίου που θα χρησιμοποιηθούν για την χύτευση του ολοκληρωμένου. Object (Shapes): Επιλέγουμε το κατάλληλο σχήμα που θέλουμε για να δημιουργήσουμε το ανάλογο σχέδιο. Εικόνα 13 3. Create à Instance à Συμπληρώνουμε της φόρμα όπως φαίνεται στα αριστερά της εικόνας 14 και τοποθετούμε το τρανζίστορ στην επιφάνεια του Virtuoso Layout Suite. 13

Εικόνα 14 Τα χαρακτηριστικά των στοιχείων πρέπει να είναι πανομοιότυπα με αυτά του σχηματικού! Στο πεδίο Number of Gates βάζουμε 5 οπότε σπάει το width του τρανζίστορ σε 5 ισομερές κομμάτια: W/#Gates = 75μm/5 = 15μm. Αυτό φαίνεται στην εικόνα 15 όπου παρουσιάζεται το ίδιο τρανζίστορ με συνολικό W=75μm. Η μόνη διαφορά είναι ότι το πάνω στοιχείο έχει μία πύλη και το κάτω στοιχείο έχει 5 πύλες. Το κάτω στοιχείο έχει καλύτερη συμπεριφορά όσον αφορά τα παρασιτικά και επίσης είναι πιο συμπαγές ως προς τη διάταξη του. Εικόνα 15 14

4. Στη συνέχεια εισάγεται και το nmos τρανζίστορ συμπληρώνωντας την φόρμα όπως φαίνεται στα αριστερά της εικόνας 16. Επιπλέον στην ίδια φόρμα βρίσκουμε και επιλέγουμε το πεδίο Substrate Contact. Μετά την εισαγωγή των pmos και nmos στοιχείων θα έχετε τα φυσικά σχέδια και των δύο όπως φαίνεται στα δεξιά της εικόνας 16. Το nmos υλοποιήθηκε με μία πύλη αφού το πλάτος του ήταν μικρό ενώ το pmos που είχε μεγάλο πλάτος το σπάσαμε σε πέντε κομμάτια οπότε έχει ισοδύναμες πύλες. Εικόνα 16 Στις εικόνες 16 και 17 αναλύονται τα στρώματα που χρειάζονται για το φυσικό σχέδιο των pmos και nmos στοιχείων αντίστοιχα. Η μία μέθοδος για την υλοποίηση τους είναι να τα πάρουμε έτοιμα από την βιβλιοθήκη και η άλλη μέθοδος είναι να τα υλοποιήσουμε χρησιμοποιώντας ένα προς ένα τα κατάλληλα στρώματα από το μενού των Layers που βρίσκεται στα αριστερά του Virtuoso Layout Suite. Στην προκειμένη (βήμα 4) τα πήραμε έτοιμα. 15

NTUB CONT ΜΕΤ1 POLY Diffusion PPLUS Εικόνα 17: Στοιχείο PMOS CONT ΜΕΤ1 POLY Diffusion NPLUS Εικόνα 18: Στοιχείο ΝMOS 5. Η διάταξη των μασκών στο σχέδιο, όπως τα μεγέθη, η επικάλυψη, οι αποστάσεις, κ.α., διέπονται από κανόνες του οποίους καθορίζει η εκάστοτε τεχνολογία (στην προκειμένη η ΑΜS). Συνίσταται όπως κατά την υλοποίηση του φυσικού σχεδίου κάνουμε τακτικούς ελέγχους για επιβεβαίωση της τήρησης των κανόνων αυτών. Ο έλεγχος γίνεται με το DRC (Design Rules Check) ως εξής: Assura à Run DRC ή Verify à DRC Συμπληρώστε το πεδίο Switch Names όπως φαίνεται στην εικόνα 19 επιλέγοντας το set switches και μετά επιλέξτε ΟΚ για να ξεκινήσει ο έλεγχος. Αν στο τέλος της διαδικασίας δεν υπάρχουν λάθοι No DRC errors found τότε συνεχίζουμε, αλλιώς διορθώνουμε τα λάθη που εμφανίζονται πριν τη συνέχεια. Διαβάζουμε τα λάθη που πιθανό να εμφανιστούν προσεκτικά για να κατανοήσουμε ποιος κανόνας παραβιάζεται πριν ξεκινήσουμε τη διόρθωση! Για την μέτρηση και διόρθωση των αποστάσεων μεταξύ των στρωμάτων θα μας βοηθήσει το εργαλείο, Tools à Create ruler (K). 16

Εικόνα 19 6. Για την διασύνδεση των στοιχείων μεταξύ του επιλέγουμε. Create à Shape à Rectangle (R) 7. Όλες οι είσοδοι και έξοδοι πρέπει να καταλήγουν σε MET1. Οι πύλες που είναι σε POLY1 μπορούν να μετατραπούν σε ΜΕΤ1 χρησιμοποιώντας VIAS: Create à VIA (O). Αφού θέλουμε να πάμε από POLY1 σε MET1 τότε χρησιμοποιούμε την P1_C, όπως φαίνεται στην εικόνα 20. Στις γραμμές και στήλες (Rows and Columns) βάζουμε αριθμό μεγαλύτερο του ένα για να μειώσουμε την αντίσταση μεταξύ των στρωμάτων που συνδέουμε. 17

Εικόνα 20 8. Για την τοποθέτηση των pins χρησιμοποιούμε το Update Components and Nets που βρίσκεται στο κάτω μέρος του Virtuoso Layout Suite XL (εικόνα 21) και εμφανίζεται το παράθυρο της εικόνας 22. Εικόνα 21 Στο πεδίο Update, υποπεδίο Generate επιλέγουμε μόνο το I/O Pins όπως φαίνεται στην εικόνα 22 (α). Επιλέγουμε το πεδίο Ι/Ο Pins και συμπληρώνουμε τη φόρμα όπως φαίνεται στην εικόνα 22 (β) και επιλέγουμε ΟΚ. Στο υποπεδίο Pin Label, επιλέγοντας το Options εμφανίζεται η φόρμα στο δεξί μέρος της εικόνας 22 (β). Επιλέγουμε ότι τα Labels θέλουμε να είναι PINS με Layer σε metal1 για να συμβαδίζει με το αντίστοιχο στρώμα που θα τοποθετηθεί το Pin. Αν εφαρμοστεί λάθος στρώμα τότε δεν θα υπάρχει ηλεκτρική επαφή μεταξύ Pin και του αντίστοιχου κλάδου. Εμφανίζονται όλα τα pins σε ένα σημείο του Layout. Χρησιμοποιώντας την εντολή move τα μετακινούμε στο σωστό σημείο σε σχέση με το σχηματικό, όπως φαίνεται στην εικόνα 23. 18

(α) (β) Εικόνα 22 19

9. Αφού υλοποιήσουμε το φυσικό σχέδιο της φαίνεται τελειωμένο στην εικόνα 23 τότε χρησιμοποιούμε έλεγχο για παραβίαση των κανόνων της τεχνολογίας με το DRC. Όταν δεν υπάρχουν λάθη τότε προχωράμε στο επόμενο βήμα. Εικόνα 23 10. LVS (Layout Versus Schematic): Στο στάδιο αυτό θα τρέξουμε ένα προσομοιωτή που θα συγκρίνει το σχηματικό με το φυσικό σχέδιο για να αποφασίσει αν και τα δύο αναπαριστούν το ίδιο πράγμα. Αν έχουν διαφορές τότε θα τις βρει και εμείς θα πρέπει να τις διορθώσουμε. Αυτό το βήμα εξασφαλίζει ότι οι μάσκες που σχεδιάσαμε για κατασκευή του ολοκληρωμένου κυκλώματος είναι όσο το δυνατό πιο κοντά στο κύκλωμα που προσομοιώσαμε στο σχηματικό. Έτσι το ολοκληρωμένο που θα κατασκευαστεί θα έχει παρόμοια συμπεριφορά με αυτήν που προσομοιώσαμε στο σχηματικό. Όποιες διαφορές υπάρξουν στο ολοκληρωμένο που κατασκευάστηκε θα οφείλονται σε ατέλειες συνταιριάσματος (mismatch variations) καθώς και παρεκκλίσεις της διαδικασίας χύτευσης (process variations) των ημιαγωγών. 11. Assura à Run LVS à εμφανίζεται η φόρμα της εικόνας 24. Συμπληρώνουμε τη φόρμα όπως φαίνεται στην εικόνα 24 και επιλέγουμε ΟΚ. 20

Εικόνα 24 12. Εάν με το πέρας του LVS εμφανιστεί το μήμυμα Schematic and Layout Match όπως φαίνεται στην εικόνα 25 τότε έχουμε τελειώσει και δεν υπάρχει κάποιο σφάλμα. 21

Εικόνα 25 13. Εάν υπάρχει σφάλμα τότε θα εμφανιστεί το μήνυμα της εικόνα 26. Πατώντας οκ εμφανίζεται το εργαλείο βοήθειας για σφάλματα της εικόνας 27. Εικόνα 26 22

Επιλέγοντας Open Tool μπορούμε να επιλέξουμε ένα προς ένα ανεξάρτητα τα σφάλματα και να μεγεθύνουμε αυτόματα με το εργαλείο πάνω τους (είτε στο σχηματικό είτε στο φυσικό σχέδιο) ούτως ώστε να τα διορθώσουμε. Πρέπει απαραιτήτως να εμφανιστεί το μήνυμα της εικόνας 25 για να τελειώσουμε επιτυχώς. Εικόνα 27 23