負載為大電容時的buffer設計

g9664414

當輸出端無法推大電容時需要在多加buffer
6 ^' H2 r: f7 Z% M請問此buffer要如何設計?!
確切的流程為何?!
謝謝大家^^

m851055

一般為第一級M=1 第二級 M=2 第三級 M=3 第四級 M=4 ........，必須注意需為偶數。

g9664414

不是應該要看電容的大小來決定每一級mos的大小嗎?!
- y9 q) y1 u4 R: @" N謝謝回答喔!!

m851055

你應該是指Length及width吧，如果是length、width建議作spice sim。

g9664414

嗯嗯~沒錯!
那要怎麼模擬呢?!
5 e+ _9 e! a6 c8 I/ V( ^4 V假設負載為5pf
, N4 o+ E% r4 @) ~* B但現在電路的輸出只推的動1pf
: k& w5 L# H% v, T. f. c8 D那我的buffer該怎麼設計呢?!
3 i6 ?3 d- S8 W( k  }3 ?  e謝謝回答!!

m851055

你是指不會模擬軟體嗎?還是你不會參數測定?

如果只是參數設定的畫一般MOS只有length  width  M就足夠了如果不夠就多加幾級或M數提高
/ U" M! U& ]' E. m0 ]
. t- X; k9 r5 R! O- ^或者直接用MOS設計一個電路去加大電流

g9664414

不是軟體耶...
5 H, ]! d. n" {+ t2 z我的問題是
# D& d& D& s- ^+ l8 _: @每一極inverter(也就是buffer)的 pmos & nmos的size
  D/ K2 b+ s4 d6 D& g7 W該怎麼去求?!
我記的好像是跟電路輸出端能呈受的電容大小 & 要掛的負載電容多大有關
ex:假設現在的電路輸出端可以承受1pf的loading
   但如果是要改成推5pf的loading
   那buffer size該怎麼設計?!
   我知道要設計成偶數級
. X1 F/ S! {2 t6 ^    那每一級跟每一級間mos的size是成倍數關係嗎?!倍數是?!
* ^9 E; x. M  [7 }3 @% q6 z$ c   開始推的第一級size又是多少呢?!
謝謝回答!!

m851055

你所說的問題在spice ，就可以try出來了，你這樣問感覺很奇怪。


# w4 ^( X3 T* B4 r: n一般length為最小值，PMOS之width為NMOS之width的2-3倍。你可以try PMOS width=8 NMOS width=4試試看。

sjhor

這個應該是很苦老的問題了!!
我記得吳重雨老師曾經敎過!
0 ]$ B# \5 I  x最佳的倍數是 e 約等於  2.78倍!!
目前常用的是 3 ~ 4 倍!!
最好是看你的 rising  & falling time 與 total delay time 的 simulation 來決定!!  比較好!!
( C/ K4 ~- R: @而且此 Buffer 也不要串太多比較好!!

& _6 b' s1 H/ a( e7 {此篇應該放到  analog 版比較適合唷!!

yhchang

這問題在一些 VLSI Design 的課本上會提到
1 }; _3 Y& s  \
; i* q( W7 X5 P6 T( q  \與9樓所說的相同   Inverter  做Buffer來推動時
% s$ @: ~7 I( I一定是偶數級來推動
" R* `9 w/ Z# ?7 ]/ n倍率上  用數學公式求到的  最佳化的 Inverter delay optimal的值就是e
. J9 p6 c5 f0 T也就是 2.71828.....
' F: ?: v, N4 `! G但實質上 電路的使用
譬如我們  多半都是  2倍到4倍之間
# o" S% f8 v* c7 o, Z比如 第一級是    2/1   倍數是 3倍的話
. f8 ^' z& q5 t3 s& }3 Q第二級就是  6/3   第三級是  18/9   以此類推
7 x7 R# D5 ?: N- K) m推動到  你最後一級的  推Loading的 slope 在  0.5-0.8ns上下
然後使用的總面積也不會太大的情況下
" @( i, [, _1 b, `5 T就是一個最佳的Buffer推動方式

Shouwei

恩，樓上的板主都說得很清楚了(俗稱這種buffer為taped buffer or supper buffer)
1 G+ m0 N1 w2 T% e& I' \4 @大部分還是用3就好了
記得layout時要很注意哦~因為越往後面，mos高度越高
建議使用finger type來畫後面的mos讓大家的mos都跟第一級一樣高
然後contact多打幾個，特別是在輸入、輸出端
metal打大片一點
  F. a( Q6 C3 o# x5 I8 z# ~3 s畢竟大size的buffer流過的電流較大
會有dc power的問題

yoyo20701

喔~~了解囉~~多謝大大的解答唷~~~謝謝你~感謝你