其 他 回 答共1條
1樓
首先我們要了解三極管的基本原理，三極管就是一條電流的通道，有一個(gè)電極控制這個(gè)通道的通和斷，如果說三極管的基本原理用這樣的比喻比較牽強(qiáng)附會的話，在設(shè)計(jì)三極管的版圖時(shí)，它就非常的確切了，我們先畫一條綠色的線條表示通道，再畫一條橫跨過通道的紅色線條表示控制柵極，就象馬路上的綠色的通道和警察掌握的紅燈一樣，綠色通道里的電流的通斷，得看警察的臉色行事。不過在集成電路里通道不叫通道，而叫有源區(qū)，一個(gè)奇怪的名字，不過很好記，我們平時(shí)把半導(dǎo)體器件叫做有源器件，電阻電容叫無源器件，三極管是有源器件，因此只要記住和三極管有關(guān)的區(qū)域叫有源區(qū)就可以了。 由 N型或 P型半導(dǎo)體材料組成源極和漏極，在源極和漏極之間放一層多晶硅作為柵極，這就形成了一個(gè) MOS三極管，多做幾個(gè)這樣的三極管，并把它們按要求連接起來，這就形成了集成電路。把許多三極管做在一起就是集成電路。 集成電路真的就是這么簡單，請暫時(shí)不要問什么半導(dǎo)體為什么會導(dǎo)電之類目前被認(rèn)為是無關(guān)緊要的問題，我們在這里探討的是如何快速的學(xué)會設(shè)計(jì)集成電路，而不是半導(dǎo)體理論。 top -------------------------------------------------------------------------------- 設(shè)計(jì)一個(gè)反相器管 我們知道三極管相當(dāng)于一條通道，在這條通道上電流出發(fā)的那一端叫做源極，而電流到達(dá)的那一端叫做漏極，控制電流通斷的那個(gè)電極叫做柵極，那么柵極需要帶上什么樣的電壓才表示通道導(dǎo)通呢？一般情況下，柵極對源極的電壓為0V時(shí)，表示關(guān)斷，柵極上帶 0.7V以上的電壓時(shí)，表示導(dǎo)通，應(yīng)該注意柵極電壓是對源極而言的。 上述的 MOS三極管我們叫它 N型 MOS管，對應(yīng)的，還有一種 P型 MOS 管， P型 MOS管的特性正好完全相反，電流從漏極出發(fā)到達(dá)源極，柵極帶上比漏極低于0.7V以下的電壓時(shí)， MOS管導(dǎo)通。 如果規(guī)定只能用一種類型的 MOS管，我們也能設(shè)計(jì)出集成電路來，想當(dāng)初的半導(dǎo)體工藝只適合于做 N型一種類型的 MOS管，那時(shí)侯的集成電路大部分是NMOS集成電路，我們熟悉的早期的 Z80、8048等，都是用 NMOS工藝制造的。后來，發(fā)展了在同一個(gè)芯片上做兩種不同類型 MOS管的工藝，叫做CMOS工藝，現(xiàn)在已是半導(dǎo)體行業(yè)的主流工藝。 N 管和 P管的版圖設(shè)計(jì)并沒有什么不一樣，只要對其類型做一個(gè)標(biāo)記就可以了，這個(gè)標(biāo)記用來通知制造集成電路的人把這些管子做成某一類型的管子，在下圖中我們把 P管用虛框圈起來作為標(biāo)記。 top -------------------------------------------------------------------------------- 設(shè)計(jì)一個(gè)簡單集成電路 設(shè)計(jì)集成電路也很簡單，不過就是把那些三極管連接起來，用什么來連接呢？總不至于用電烙鐵和焊錫絲之類的方法吧？在集成電路里不用這種方法，用的是類似于雙面線路板的方法，雙面線路板上的過孔將線路板的兩面連接了起來，在集成電路了也用了過孔，兩層導(dǎo)電材料分別是鋁和多晶硅，鋁可以越過各種區(qū)域通到任何地方而不受限制，但多晶硅可不可以呢？好象可以，可是，的多晶硅越過有源區(qū)時(shí)，有源區(qū)變成了一個(gè)受多晶硅控制的電流通路：一個(gè)多余的三極管，這不是我們所希望的，所以，我們在這里增加一條規(guī)則：多晶硅不能跨越有源區(qū)。按這樣的規(guī)則連接兩各三極管，我們就設(shè)計(jì)了一個(gè)含有一個(gè)反相器的簡單的集成電路。 在芯片的四周有四個(gè)焊接點(diǎn)，用來和外部電路進(jìn)行連接，不過，在這里不叫焊接點(diǎn)，而叫壓焊點(diǎn)，可能因工藝而得名。如果你到集成電路行業(yè)里把它叫成焊接點(diǎn)的話，會讓別人目瞪口呆的。 我們不妨大膽的把集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝用印刷來理解，當(dāng)我們要印名片時(shí)，我們要先設(shè)計(jì)版面的排列，為一個(gè)商標(biāo)圖案苦思冥想，用彩色筆在草稿紙是畫來畫去，甚至出錢請搞美工的人來為這張名片進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)的名片可能包含了好幾種顏色，好多種字體，當(dāng)設(shè)計(jì)方案送到引名片的小店后，將根據(jù)顏色的種類先做出版子來，然后就是用這些版子把各種顏色印到紙上，再然后就是把一大張紙剪切成一張一張的小名片，最后把這些名片裝到小盒里，就等著用戶來取貨了。 印名片的小店老板只要會玩那些制版機(jī)、速印機(jī)之類的玩藝就可以了，基本上不用識多少字，小學(xué)程度即可，要求他必須懂得美術(shù)原理才發(fā)給操作證可以上崗，屬于一種無理取鬧的行為。 對設(shè)計(jì)名片的美工師傅的最大的要求是能夠理解客戶的要求，并且能夠用版面的排列、字體的選擇、顏色的搭配來表達(dá)客戶的意圖，我們完全沒有必要要求美工師傅會做各種字體的鉛字、讀過大部頭的《照相原理》、精通印刷機(jī)械。 相應(yīng)地，我們對客戶就應(yīng)該只有一個(gè)要求：簡單、明確的提出他的意圖。 集成電路的情況也是這樣，用戶提出他的芯片具有的功能，設(shè)計(jì)的過程是將功能翻譯成版圖，制造的過程是用版圖印刷出芯片。 印刷和芯片的驚人的類似之處是，美工師傅只要使用字庫里的各種字體就可以了，沒有必要自己親自作出一個(gè)個(gè)的字體來；芯片設(shè)計(jì)師實(shí)際上也只要使用單元庫里的單元就可以了。 印刷和芯片的另一個(gè)更驚人的類似之處是，當(dāng)字庫里沒有某個(gè)特定的符號時(shí)，比如一個(gè)不常見的商標(biāo)，美工師傅就要親自做出這個(gè)符號來；芯片設(shè)計(jì)師有時(shí)也會遇到庫里沒有的單元，他也需要親自畫出這個(gè)單元的版圖來。 top
參考資料： http://stephenwang2005.blogchina.com/2448350.html
知識庫標(biāo)簽：
|列兵
