墙中自有强中手——Guard Ring(三)—用法详解

硬知❤知知 2019-07-20 13:16
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           Guard Ring画好怎么用?

      前两篇从Guardring的介绍到画法都已经详细讲过了,相信画法你已经掌握了,今天就来看一看,画好它之后到底如何运用吧。

画好之后:如何使用多数载流子环和少数载流子环,还有两种结合。

这是基本的四端MOS的guardring的做法:

单层GuardRing:

单层GuardRing由多子保护环构成。 

Nwellring围绕PMOS Nwell内侧,并接VDD构成电子多子保护环,并起衬底接触作用,做成环状减小Rwell值。 psubring围绕NMOS,并接GND构成空穴多子保护环,并起衬底接触作用,做成环状减小Rsub值。

 

双层GuardRing:双层GuardRing由多子保护环和少子保护环共同构 成。

NWring围绕PMOS Nwell内侧,并接VDD构成电子多子保护环,并起衬底接触作用,做成环状减小Rwell值。psubring 围绕Nwell外侧,并接GND构成空穴少子保护 环,避免PMOS的空穴注入到NMOS区。Psubring围绕NMOS,并接GND构成空穴多子保护环,并起衬底接触作用,做成环状减小Rsub值。NWring围绕NMOS,并接VDD构成电子少子保护环,避免NMOS的电子注入到PMOS 区。

通常用于信号输出到IO PAD上防止LUTCH-UP和ESD。

    

三层GuardRing:三层GuardRing由多子保护环和少子保护环共同构 成。 

NWring围绕pmos Nwell/varactor cap内侧,并接HOT点或者FLOATING构成电子多子保护环,

并起衬底接触作用,做成环状减小Rwell值。         

Nwell围绕Nwell外侧,并接VDD构成电子多子保护 环。       

P+围绕Nwell外侧,并接GND构成空穴少子保护环, 避免PMOS的空穴注入到NMOS区。 

333.png

这种多用于varatorcap 电容的保护方式

P+围绕NMOS,D并接GND构成空穴多子保护环,并起衬底接触作用,做成环状减小Rsub值。

Nwell围绕NMOS外侧,并接VDD构成电子少子 保护环。N+围绕NMOS,并接VDD构成电子少子保护环,避免NMOS的电子注入到PMOS区。

     那么在版图中需要guardring保护环模块,对差分对及其他需要严格匹配的器件需要用其衬底环包围起来。

CMOS工艺中,每一个模块尽量都加上环进行保护。

BICMOS工艺中,对噪声模块和敏感模块加保护环。

 噪声模块通常包括:大功率器件、数字开关部分、振荡器。

敏感模块通常包括:电压基准、电流偏置电路、运放。

 CMOS工艺(P衬底),模块保护环应该打P+接地电位。

功率管、基准保护环常做成两层结构:一层打P+接地,一层打N+接电源。

 保护环的电位不与器件内部电源相接,而是在I/O端单独引出。

如果隔离部分主要为N型器件,则Gnd在里面,VDD在外面。

如果隔离部分主要为P型器件,则VDD在里面,Gnd在外面。

如果隔离部分P、N差不多,若是P-sub,则Gnd在里面,VDD在外面,这 样VDD可以起到隔离环作用。

Guard ring 画法总结:

Guard ring 不要走电流

Guard ring 不要与大的噪声源互连

Guard ring 用在对噪声敏感的电路

Guard ring 可以包一圈,也可以只包部份

Guard ring 不能拿来作为简便的电流源

Guard ring 不能与seal ring连在一起。

 

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