集成电路课程设计

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1、 - 1 - 目录目录 【摘要】 - 2 - 1. 设计目的与任务 . - 3 - 2. 设计要求及内容 . - 3 - 3. 设计方法及分析 . - 4 - 3.1 74HC138 芯片简介 . - 4 - 3.2 工艺和规则及模型文件的选择. - 5 - 3.3 电路设计 . - 6 - 3.3.1 输出级电路设计 . - 6 - 3.3.2 内部基本反相器中的各 MOS 尺寸的计算 . - 9 - 3.3.3 四输入与非门 MOS 尺寸的计算 .- 10 - 3.3.4 三输入与非门 MOS 尺寸的计算 . - 11 - 3.3.5 输入级设计 . - 11 - 3.3.6 缓冲级设计

2、.- 12 - 3.3.7 输入保护电路设计 .- 14 - 3.4. 功耗与延迟估算.- 15 - 3.4.1. 模型简化 .- 16 - 3.4.2. 功耗估算 .- 16 - 3.4.3. 延迟估算 .- 17 - 3.5. 电路模拟 .- 19 - 3.5.1 直流分析 - 20 - 3.5.2 瞬态分析.- 22 - 3.5.3 功耗分析.- 24 - 3.6. 版图设计 .- 26 - 3.6.1 输入级的设计- 26 - 3.6.2 内部反相器的设计.- 27 - 3.6.3 输入和输出缓冲门的设计 - 27 - 3.6.4 三输入与非门的设计 .- 28 - 3.6.5 四输入

3、与非门的设计 .- 29 - 3.6.6 输出级的设计- 30 - 3.6.7 调用含有保护电路的 pad 元件 .- 31 - 3.6.8 总版图 - 31 - 3.7. 版图检查 .- 32 - 3.7.1 版图设计规则检查（DRC） - 32 - 3.7.2 电路网表匹配（LVS）检查 .- 33 - 3.7.3 版图数据的提交 - 34 - 4. 经验与体会 .- 35 - 5. 参考文献.- 36 - 附录 A：74HC138 电路总原理图 - 37 - 附录 B：74HC138 芯片版图(未加焊盘) - 37 - - 2 - 【摘要】 现代社会正在飞速的发展，集成电路已经成为现代科

4、技发展的支柱产业，现代技术 产业的心脏，可以说，没有集成电路，就没有现代社会。集成电路发展迅猛，按功能结 构分类集成电路可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。 按制作工艺分类集成电路可分为半导体集成电路和膜集成电路。按集成度高低分类集成 电路可分为 SSI 小规模集成电路、MSI 中规模集成电路、LSI 大规模集成电路、VLSI 超 大规模集成电路、 ULSI 特大规模集成电路、 GSI 巨大规模集成电路也被称作极大规模集 成电路或超特大规模集成电路。其中 3-8 译码器是集成电路设计中一个典型的芯片，集 成电路设计方法、原理和流程是可以从中体现出来。 【关键词】 ：集

5、成电路设计 74HC138 Tranner Pro 版图 - 3 - 1. 设计目的与任务设计目的与任务 本课程设计是集成电路分析与设计基础的实践课程，其主要目的是使学生在熟 悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计的基础上，训练综合运用 已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片的系统设计电路设计及 模拟版图设计版图验证等正向设计方法。 2. 设计要求及内容设计要求及内容 2.1 器件名称器件名称 3-8 线译码器的 74HC138 芯片 2.2 要求的电路性能指标要求的电路性能指标 (1) 可驱动相当于 25pF 电容负载； (2) 输出高电平时，AI OH 20

6、 ，VVOH4.4 min, (3) 输出底电平时，mAI OL 4，VV OL 4.0 min, (4) 输出级充放电时间 fr tt，15 r tns (5) 工作电源 5V，常温工作，工作频率MHzf work 30，计算总功耗 P。 2.3 设计内容设计内容 (1) 功能分析及逻辑设计； (2) 电路设计； (3) 估算功耗与延时； (4) 电路模拟与仿真； (5) 版图设计（全手工、层次化设计） ； (6) 版图检查：DRC 与 LVS； (7) 后仿真(选做)； (8) 版图数据提交。 2.4 设计要求设计要求 (1) 按题目要求，独立完成设计全过程； (2) 设计时使用的工艺及设计规则； (3) 根据所用的工艺，选取合理的模型库，使用其参数进行相关计算； - 4 - (4) 选用以 lambda()为单位的设计规则。 3. 设计方法及分析设计方法及分析 3.1 74HC138 芯片简介芯片简介 74HC138 译码器可接受 3 位二进制加权地址输入 （A0, A1 和 A2） ， 并当使能时， 提供 8 个互斥的低有效