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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2 t' V7 y( ]* @7 _: g+ A0 D. N

* d) m) ^, l0 @4 ^1 d/ R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
# j  A4 r" T- m3 R& t0 d
  M( D: }3 z8 I8 m# U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, % Q  I" V+ d4 x: J1 R! W$ U) e
5 t7 |& e9 t( ]. ^. \
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 ( R) k0 o, N, ^" a& `3 R
請問CM168899, 9 j7 [/ K6 W4 b
3 E$ W5 ^9 W8 k5 |- d* h
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
5 }* S  x# r; \: l0 d; @- u' b- o6 r

, R; X" `" W" [, ~9 Y7 d9 lhello!
- i' [& J$ ~. s1 v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。
3 y8 T: \5 R. w; f" R( i) G! v1 CRds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。
+ D# Y$ n3 s  k8 L4 |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),
4 N, B- Z# r( E: }$ }9 D/ L2 E: L3 M7 \
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: x7 o  m" \# R% o
% j+ u) w" i. x/ @9 ^5 s+ L( E" u8 W
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?; P: T* E+ b$ }
( ]3 n8 \; Z; [) d) L/ ?9 a. S  D
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
# |# @! y5 I1 l; h0 x4 t0 ^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),& C4 ]5 a6 B/ m' p
' f7 r2 ?, q! ?0 ?& x$ l# b) R
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7 v+ ]$ S- E" e1 [6 Q$ R* g9 u

0 o  p9 G. ]. v" r, |+ A) F目的也是提高單位面積內(W/L), 因此小弟不解POWER LINE ...
1 m0 W' A! m* `+ c, C1 }! n) Y
: ?7 @! o$ X. j' k
POWER LINE的PLAN指的是METAL的拉線嗎?7 D+ ~# I% d$ y6 H& g7 ]
→ 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。
" o9 a& Z& i4 N9 @" `  T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~
% n8 }9 |3 M) E- ]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/ c5 |' n% B( t/ C

" K4 S! g, M: Q0 G4 x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
0 {# H: R+ b/ C; R. G' c
) S1 c' Z+ F5 v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- H+ L" A! w/ E8 i

* ]( e4 P$ Y& r& jRON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/ i* Q- G( ]. P3 E

  j0 D, B& d3 F/ S; [5 G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, @2 w) O7 A! R: L0 C. \
I 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 7 s8 u+ D  A! _6 b/ {7 V
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
4 a5 O" {7 z  V$ j: b. B" s0 B7 a8 P  J9 x$ t4 _" E, ]( c( B8 M) e
1，决定POWER MOS性能的因素很多而不仅仅是RDS
/ W3 [; A. @! m2 O2，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
# T% t# M6 N8 f) V/ U2 v$ `3，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。: G1 g2 y. {/ O9 i- |7 Y
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。! P; k, T+ m! X# }, k
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。
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6 G0 n! W9 C" D祝好运，如有误请提醒更正。：）/ N; X/ V* e9 N! z
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[ 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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