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1、集成电路实验教程作者：徐李科特2013年12月20日主要内容：1、利用Zeni软件画Schematic原理图2、从设计管理器中创建INV单元Symbol视图3、电路图的编辑与电路仿真4、版图(Layout)的简单设计5、附：版图的一些设计要求利用Zeni软件画原理图原理图主要是由原理图主要是由InstanceInstance、PinPin等等经过经过WireWire相连而相连而成的；下面详细成的；下面详细介绍在原理图编介绍在原理图编辑器（辑器（ZSEZSE）中）中构建构建A A库中的库中的INVINV原理图，主要参原理图，主要参考考PLLPLL库中的库中的INVINV原理图。原理图。创建一个新
2、的创建一个新的library library 元件库元件库A A，单击快 再在新建的元件库再在新建的元件库A A里新建一个单元文件里新建一个单元文件cell cell 取名为取名为a a，并在，并在ViewTypeViewType栏上选择栏上选择SchematicSchematic原理图工原理图工作页面，然后就可以作页面，然后就可以在在Schematic Schematic 上添加上添加元件，如元件，如MOSMOS管，管，引脚等，并用导线连引脚等，并用导线连接上。保存接上。保存 ，检测，检测电路是否有错误，如电路是否有错误，如无错误，那一个电路无错误，那一个电路图就画完了。路程如图就画完了。路
3、程如下图：下图：在构建反向器原理图时，需要调用基本器件PMOS和NMOS，九天系统的系统库Analog中提供了一系列的基本器件，可以直接调用。调用方法调用方法1 1：在原理：在原理图编辑器的左上角图编辑器的左上角（黄色圈起部分）为（黄色圈起部分）为基本器件的快捷方式，基本器件的快捷方式，直接点击直接点击PMOSPMOS快捷快捷图标和图标和NMOSNMOS快捷图快捷图标，相应的器件符号标，相应的器件符号便可调用到编辑器窗便可调用到编辑器窗口中口中调用方法调用方法2 2：在原理：在原理图编辑器左侧的快捷图编辑器左侧的快捷图标中，直接点击快图标中，直接点击快捷图标，弹出捷图标，弹出Add Add I
4、nstanceInstance的对话框，的对话框，通过对通过对AnalogAnalog库、库、PMOSPMOS单元和单元和SymbolSymbol视图，视图，NMOSNMOS单元和单元和SymbolSymbol视图的选择，视图的选择，相应的器件符号便可相应的器件符号便可调用到编辑器窗口中调用到编辑器窗口中画图技巧PMOSPMOS和和NMOSNMOS的器件符号调用到编辑器窗口后，单击的器件符号调用到编辑器窗口后，单击鼠标左键，确定器件在编辑器中的位置；取消器件调鼠标左键，确定器件在编辑器中的位置；取消器件调用，按用，按键，或单击鼠标中键，或在键，或单击鼠标中键，或在Add Add Instanc
5、eInstance的对话框中点击的对话框中点击键。键。注意注意注意注意：若两个器件的任意端口重叠，系统会自动将端：若两个器件的任意端口重叠，系统会自动将端口连接；在调用器件的工程中，单击鼠标右键，器件口连接；在调用器件的工程中，单击鼠标右键，器件符号可逆时针旋转符号可逆时针旋转9090度。度。增加电源和地增加电源和地在构建反向器原理图时，需要连接电源（在构建反向器原理图时，需要连接电源（VDDVDD）和地）和地（GNDGND）。九天系统的系统库）。九天系统的系统库BasicBasic中提供了多种电源中提供了多种电源 和地的符号和地的符号 ，具体构建，具体构建方法如下：方法如下：构建方法1：在原
6、理图编辑器的左上角（黄色圈起部分）为基本器件的快捷方式，直接点击系统提供的电源符号和地符号，相应的符号便可调用到编辑器窗口中。快捷键:Shift+Z放大;ctrl+z缩小；Shift+c 复制； q属性；M+F3镜像； R翻转 ；P引脚 ；设置器件参数在反向器设计中，基本器件PMOS和NMOS都来自Analog库中，器件的参数都已设置；在原理图中，只需选中基本器件，单击鼠标右键，弹出所选器件Property的对话窗口；在对话框中，分别给PMOS和NMOS填写相应的参数值（具体可参PLL/INV/Schematic中的参数设置）。也可用块捷键：选中器件然后按Q键弹出参数设定对话框，进行参数设置。
7、从设计管理器中创建INV单元Symbol视图在DM界面的Library列表中，将鼠标移置A库中a单元名的位置，单击鼠标右键，弹出常用命令菜单。具体如图所示：在弹出的常用命令菜单中，选择在弹出的常用命令菜单中，选择New ViewNew View命令，弹出命令，弹出New Cell/ViewNew Cell/View的对话框；具体如图所示：的对话框；具体如图所示： Library NameLibrary Name为为demodemo，即，即demodemo为为 当前工作库当前工作库CellNameCellName为为INVINV，即已，即已 构建的单元名为构建的单元名为INVINV； View
8、Name为symbol，即构建单元的新视图类型为symbol View Type为symbol，通过鼠标在下拉菜单中选择视图类型为symbol；选定View Typ时，View Name会自动与View Type保持一致，用户也可以根据自己的使用需要定义View Name；单击OK键，便弹出符号图的编辑窗口，具体如图所示：按i键，弹出添加的电路图单元，如图所示在符号图的编辑窗口中构建器件符号，如添加引脚（Add Pin） ，Add Circle 等，具体如下图：画号之后，连线，添加引脚，并进行仿真（和电路图仿真一样）。电路仿真1.1.在原理图的在原理图的编辑窗口编辑窗口中，执行中，执行菜单命令
9、菜单命令Tools-Tools-SPICE SPICE DeckDeck或快或快捷图标捷图标 ，便可弹，便可弹出出Spice Spice DeckDeck的对的对话框，话框， 具体如图具体如图所示：所示：， 根据根据Analog Simulation DeckAnalog Simulation Deck的对话框，分别对的对话框，分别对Model Model SetupSetup、Stimulus SetupStimulus Setup、Analysis SetupAnalysis Setup进行设置。进行设置。设置设置Model SetupModel Setup：在在Analog Simula
10、tion DeckAnalog Simulation Deck的对话框中，通过鼠标双击对话框中的的对话框中，通过鼠标双击对话框中的Model Model SetupSetup，便可弹出添加，便可弹出添加Add Model SetupAdd Model Setup的对话框；通过的对话框；通过键，选择需要的键，选择需要的ModelModel文件。文件。设置设置Stimulus SetupStimulus Setup 通过鼠标单击通过鼠标单击Stimulus SetupStimulus Setup前面的小三角标，三角标旋转，前面的小三角标，三角标旋转，便可看到便可看到ZeniZeni工具已自动识别出
11、的原理图中端口工具已自动识别出的原理图中端口A A、VddVdd、GndGnd，分别用鼠标双击端口名，为其添加激励参数；各端，分别用鼠标双击端口名，为其添加激励参数；各端口具体设置如图所示：口具体设置如图所示：设置设置Analysis SetupAnalysis Setup通过鼠标双击通过鼠标双击Analysis SetupAnalysis Setup，便可弹出，便可弹出 Add Analysis Add Analysis SetupSetup的对话框；分别设置的对话框；分别设置StepStep、StopStop、StartStart的参数值，具的参数值，具体设置如图所示：体设置如图所示：分别
12、将分别将Model SetupModel Setup、Stimulus SetupStimulus Setup、Analysis SetupAnalysis Setup设置设置完成后，单击完成后，单击Analog Simulation DeckAnalog Simulation Deck对话框中对话框中键，键，便可运行基于便可运行基于Spice3Spice3的仿真验证。的仿真验证。构建Layout视图在版图编辑器（ZPDT）中，参考PLL库的版图，并根据其设计规则文件PLL.drc、PLL.lvs，逐层进行器件的版图设计，或通过可变参数的标准单元（Vcell）来完成。可变参数标准单元（Vcel
13、l）是通过Tcl/Tk语言，根据具体设计规则编写的脚本文件。可通过改变参数的设置，生成符合设计规则，不同参数，不同连接关系的标准单元。下面将详细介绍通过可变参数的标准单元（Vcell）来完成器件的版图设计。版图编辑窗口中，单击菜单命令Create-Vcell或快捷图标，便可弹出Create Vcell对话框，具体如图所示：在在Create VcellCreate Vcell对话框中，单击对话框中，单击键，便键，便可根据设计需要，在弹出的选择可根据设计需要，在弹出的选择VcellVcell对话框中，对话框中，选择相应的选择相应的VcellVcell进行创建。具体如图所示：进行创建。具体如图所示：
14、通过键查找调用现存版图模板单击键，弹出当前目录下的库列表的对话框，选择PLL库，对话框中显示出PLL库中定义的所有Vcell模板文件。从对话框中，可以看出PLL库中包含PMOS、NMOS等多个Vcell模板文件； 被调用的PMos和NMos模块进行连线两个nmos管的串联附：版图的一些设计要求Mos 管的结构版图设计的一些规则用Zeni软件画版图n型MOS管p掺杂半导体衬底nn导体绝缘体漏极栅极源极耗尽型电路符号栅极源极漏极衬底增强型电路符号栅极源极漏极衬底Nmos管结构和符号 pmos管的结构及符号Cmos管结构GSDGDSN+N+P+P+P+NMOSPMOSN-SUBP阱N+GSDGDSN
15、+N+P+P+P+NMOSPMOSP-SUBN阱N+BCEN+N+P+P+PMOSP - SUBNMOSN+N+PN 阱N阱纵向NPNMos管制作加工N-SiP-N+N-SiP-P+版图设计的一般规则RuleNumberLayout RuleValueRN 1.0Minimum Nwell Width（最少Nwell之间的宽度）0.7 umRN 1.1Minimum Nwell Space（最少Nwell大小）0.7 umRN 1.2Minimum Nwell Enclosure of Oxide（Nwell包围有源区最少距离）0.4 umRN 1.3Minimum Nwell to Oxid
16、e Space（Nwell离有源区的最少距离）0.5 umRule NumberLayout RuleValueRP 1.0Minimum PImp Width（最少宽度）0.4umRP 1.1Minimum PImp Space（最少空间）0.3umRP 1.2Minimum PImp Enclosure of Oxide（离场氧最少距离）0.2umRP 1.3Minimum Pimp Enclosure of Cont（离过孔的最少距离）0.2umRP 1.4NImp and Pimp should not Overlap (Minimum Space)0.2umRule NumberLa
17、yout ruleValueRO 1.0Minimum Poly Width(多晶硅的最小宽度)0.18 umRO 1.1Minimum Poly Space（多晶硅之间空间）0.25 umRO 1.2Minimum Poly Enclosure of Cont（过孔在多晶硅里的最少距离）0.1 umRO 1.3Minimum Poly to Cont Space（多晶硅与过孔的最少距离）0.2 umRO 1.4Minimum Poly Extension Past Oxide（多晶硅穿过场氧最少的距离）0.25 umRO 1.5Minimum Poly to Oxide Space（多晶硅离场氧的距离）0.2 umRC 1.0Cont Width (Minimum and Maximum) （过孔的大小）0.2 umRC 1.1Minimum Oxide Enclosure of Cont（场氧的过孔的离场氧的距离）0.2 umRC 1.2Minimum Cont Space（场氧的过孔的之间的距离）0.15 um反相器版图规则示意用Zeni软件画mos器件版图N型二极管：P型二极管： 谢谢观赏
