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標題: 請問關於POWER MOS 的layout [打印本頁]
作者: sensing    時間: 2008-9-27 01:27 PM
標題: 請問關於POWER MOS 的layout
如題, 請問各位LAYOUT達人, 在設計POWER MOS 的LAYOUT時  l, m2 H: I  `

; A, S5 F% p. v0 z1 Q- |/ Q3 [有沒有比較省面積又可以降低RDS的做法呢?有參考資料可以提供( _, I' D% e( n

9 K8 ?8 n) [9 H4 {6 ]小弟研究一下嗎? thanks
作者: 小包    時間: 2008-10-10 12:53 PM
你可以參考"The ART of ANALOG LAYOUT"這本書的P413~416，裡面的詳細說明power mos layout和power line plan，可以參考看看哦~~~
作者: CM168899    時間: 2008-10-13 06:38 PM
儘量共同Drain面積,這樣就以降低RDS.............................
作者: sensing    時間: 2008-10-13 10:44 PM
請問CM168899, & f4 y7 C" F" S5 j, @

7 K. Z; k5 G/ D0 K共用drain 會讓RDS變小的原理是甚麼原因呀?小弟不解,煩請解惑, thanks
作者: 小包    時間: 2008-10-13 11:40 PM
原帖由 sensing 於 2008-10-13 10:44 PM 發表 2 d  _4 O& f* A5 S
請問CM168899, ( y$ H: p% \' G& e. S  e

6 ?: _% p% I( L. Z0 W9 F共用drain 會讓RDS變小的原理是甚麼原因呀?小弟不解,煩請解惑, thanks

$ z) e7 U* \( F4 `: h
5 i/ ^% Q+ S- s1 ghello!
$ q2 O, u3 D8 j) s共用drain主要的目地是要保護或隔離drain端訊號，因為一般會drain接output signal，source接gnd鐹vdd，利用source來隔離與外部(core的部分)訊號。
2 F. m' E+ a8 S( gRds要小呢，主要考慮在POWER LINE的PLAN，你可以參考"The ART of ANALOG LAYOUT P413~416"，但實驗上的效果還是需要自已經過驗証，畢竟每家公司產品都不同，並不是所有的CASE都可以統一套用。, K. }: S  h: r. O
另外，你也可以參考別家公司的IC, 看他們在power mos方面是怎麼plan的。
作者: sensing    時間: 2008-10-15 11:10 PM
可是從書上要降低RDS的方式無非是加大(W/L) ratio, 或是提高(VGS-VTH),. g( V9 i- M# i9 U, y3 e, I" H
8 p8 t$ x0 x$ T% z, J2 b  S
因此通常POWER MOS的面積都不會太小, 所以才有書上non-conventional的LAYOUT方式4 y) f$ \' S8 Y

1 `3 O, v2 S' e$ u% t5 P目的也是提高單位面積內(W/L), 因此小弟不解POWER LINE的PLAN指的是METAL的拉線嗎?
+ o! y1 B* w8 t4 C# u! E, P& r; F  V( ]9 b6 ]! {; v5 H
煩請高手替小弟解惑, thanks
作者: 小包    時間: 2008-10-15 11:28 PM
原帖由 sensing 於 2008-10-15 11:10 PM 發表 , T' Z9 b6 f4 K3 @5 h
可是從書上要降低RDS的方式無非是加大(W/L) ratio, 或是提高(VGS-VTH),
$ a0 t+ h! T2 U( J( p
: c( |8 {9 D+ T  V因此通常POWER MOS的面積都不會太小, 所以才有書上non-conventional的LAYOUT方式) B2 y- x' ^0 W! v: o

1 s; s2 x' I6 p目的也是提高單位面積內(W/L), 因此小弟不解POWER LINE ...

' \% s/ C5 Q  I" c
- e/ x/ z8 q( o$ vPOWER LINE的PLAN指的是METAL的拉線嗎?) H/ S( c# h. N9 F. R" a, R; G; l
→ 是的~ power line plan不佳，會響影RDS比較多，另外bond pad和bonding wire多寡也會有影響，一點點。
6 Z1 F/ @# S! g, d但，影響多多或多少，可能需要多多實驗囉。
作者: 小包    時間: 2008-10-18 12:04 PM
而且，雖然「要降低RDS的方式無非是加大(W/L) ratio」，但你絕對有成本上的考量，不可能無限制的加大，所以應該想的是，如何在有限的面積內，能夠達到最小的RDS，所以sometimes會考慮用井型，或蛇型，或許能夠將單位面積內(W/L)提到最高，但同時還需考量esd的問題，因為將 單位面積內(W/L)提到最高，esd效果未必ok~6 w0 L3 z, b3 S5 @* x4 T( v
另外，降低rds的方法如上一帖所說的power line plan，正確來說應該是diff以上的metal plan（m1~mx），都會有影響。
作者: sensing    時間: 2008-10-18 11:21 PM
恩, 小弟同意樓上小包兄的見解, 通常w/L並無法無限制加大, 雖然這是最有效降低RDS的ㄧ個方法
& A& V& v7 Y1 N9 V8 Z6 B# Q  `" `# g% y% f( m$ z
其實, 所謂的"較低的RON"應該是在相同的LAYOUT面積下來比較才有意義, 也就是說在相同的面積下- J% o1 d2 R. W2 }* U% }: \

/ V; V6 Y$ ~1 L+ u創造出更大的W/L比值, 當然各家方式不一, 只是您所說的metal line plan真是會造成無法降低
' n1 A6 P3 p+ ]2 |  J: i- w+ A6 f/ H$ v
RON的 bottle neck , 這點小弟是比較需要好好了解一下說, 通常metal 的走線應該也是儘量加大線寬
& f) m6 c* S: Z! ^% J8 E+ H0 M. p: u0 y. p6 R$ x. ?4 N
還是有其它方式, 小弟願聞其詳
作者: 小包    時間: 2008-10-19 12:50 AM
你可以從這個角度來想，power mos一定就是一種length，所以mos從drain到source的等效阻值是固定的，這是rds的基本值，那剩下多出來的阻值就是pad到mos contact的阻值，這就是我說的metal line plan的重點了，plan佳，會使pad到mos contact這一段路的阻值小，這樣去降低rds才有效~那要怎麼plan呢，其實可以試很多種方法，並且可以自行計算其中的等效阻值以找到最佳的方式，不過還是要經過實際驗証啦~我能說的就這麼多囉!!
作者: ssss0404s    時間: 2008-10-21 02:09 PM
標題: POWER MOS 的layout
u can reference pattern of RT
5 M  I8 o; V1 [1 hI have apply a pattern for power mos strature
作者: arichpanda    時間: 2009-10-23 09:20 PM
一直沒時間看the art of analog layout，太多了懶得看 - R% _0 D: L/ {' X
感謝大大的經驗分享，收穫良多....
作者: milo_li    時間: 2009-10-30 09:39 PM
看来the art of analog layout 还是 必须好好去看看的啊！！！！！！！！！！！！！！！
作者: CHIP321    時間: 2009-11-2 10:35 PM
PS：补充以下内容，以便防止有混淆的概念
3 H5 B" n$ e$ B# s% b% q
7 N8 s3 q; g) G9 T. x$ F2 r1，决定POWER MOS性能的因素很多而不仅仅是RDS. E9 U4 s- m$ O1 j* O( y
2，TOP Metal 的 power line plan基本不会影响到RDS(不考虑METAL RES情况)，而是指较合理的power line plan会省出额外的空间来增加W/L，从而降低整体MOS RDS
3 O5 n- t+ g' @4 w& K, g9 L3，S/D合并不能降低RDS，相反就合并的管子本身来说，反而会增大RDS(S/D 与金属接触面积减小)，这一点在差分管匹配的时候影响尤其巨大。这样的优势是，降低S/D面积，也就降低了D端电容，同时也省出额外空间，可用于增大W/L,从而降低Ron。) Y1 j+ W3 F) G1 p
4，另外，出于ESD的考虑，有时候我们需要增大D端电阻，因为反偏结受冲击损坏几率较高，大的RD用于缓冲能量.所以这样的POWER MOS D 端更类似于ESD管，接触孔较 POLY远，RD增大，但是通常这种影响相对与沟道电阻而言，是为不足道的。: m3 \& F* F: Y1 o4 d
5，Hastings的那本版图艺术非常不错，但是他的策略更适合于老工艺，可以参考他的思路，结合我们的设计，自己创新出合理，可靠，紧凑布局，也可以参考下其他大厂的做法，一定会有收获。
0 \1 ?+ \  g) I. J# s
) q, M8 ]: ^/ C! Q3 y8 l祝好运，如有误请提醒更正。：）- g8 @: b( W6 {% ]- u1 i

9 f7 D: e# e$ S+ C[ 本帖最後由 CHIP321 於 2009-11-2 10:49 PM 編輯 ]
作者: 小包    時間: 2009-11-2 10:50 PM
標題: 回復 14# 的帖子
「power line plan基本不会影响到RDS」→我並不同意哦~~事實上我們實驗出來是有差別的，而且有時後因為成本的考量，並沒有辦法選擇多層METAL或是材料較好的METAL使用，power line plan是很重要的。
作者: pph_cq    時間: 2009-11-3 08:58 AM
標題: 回復 15# 的帖子
赞成15#，power line plan非常重要，不同的布线对RDS的影响post simulation就可以看得出。另外power mos通常都比较大，所以power line分布均匀也很重要，到各个mos的路径尽量差不多，否则电流会不均匀。
作者: iamman307    時間: 2022-12-17 04:51 PM
the art of analog layout 真的感覺需要看一下



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