本發(fā)明專利技術(shù)提供一種電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)及穩(wěn)壓源，所述電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)包括一襯底及形成于所述襯底中的阱區(qū)域，所述阱區(qū)域中包括電流鏡放大器布局區(qū)域，所述電流鏡放大器布局區(qū)域包括若干半導(dǎo)體單元，所述電流鏡放大器布局區(qū)域與所述阱區(qū)域邊緣之間形成有若干閑置半導(dǎo)體單元，所述電流鏡放大器布局區(qū)域中的若干半導(dǎo)體單元通過互連線連接成電流鏡放大器。本發(fā)明專利技術(shù)使得電流鏡放大器所采用的半導(dǎo)體單元避免了阱鄰近效應(yīng)的影響；且通過輸入輸出端半導(dǎo)體單元的均勻分布，進(jìn)一步改善匹配性，降低分布位置不同產(chǎn)生的不良影響，使得實(shí)際放大系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，使得采用該電流放大器的穩(wěn)壓源的輸出電壓也符合預(yù)測(cè)輸出電壓，為器件提供穩(wěn)定的電壓。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)及穩(wěn)壓源。
技術(shù)介紹
電流鏡(Current Mirror)也稱為鏡像電流源，當(dāng)在它的輸入端輸入一個(gè)參考電流時(shí)，輸出端將輸出一個(gè)大小和方向都等于參考電流的輸出電流。電流鏡的作用是將輸入支路的電流拷貝到輸出支路，給其他子系統(tǒng)提供電流。電流鏡原理是如果兩個(gè)相同MOS管的柵源電壓相等，那么溝道電流也相同。通過改變電流鏡輸入端的MOS管數(shù)目與輸出端的MOS管數(shù)目，可以將輸入電流放大輸出，得到電流鏡放大器。帶隙基準(zhǔn)(Bandgap voltage reference)也可簡(jiǎn)單成為帶隙(^Bandgap),是利用一個(gè)與溫度成正比的電壓與二極管壓降之和，二者溫度系數(shù)相互抵消，實(shí)現(xiàn)與溫度無關(guān)的電壓基準(zhǔn)。因?yàn)槠浠鶞?zhǔn)電壓與硅的帶隙電壓差不多，因而稱為帶隙基準(zhǔn)。實(shí)際上利用的不是帶隙電壓。現(xiàn)在有些帶隙結(jié)構(gòu)輸出電壓與帶隙電壓也不一致。模擬電路廣泛包含基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)電流源。這種基準(zhǔn)是直流量，它與電源和工藝參數(shù)的關(guān)系很小，但與溫度的關(guān)系是確定的。基準(zhǔn)電流源是指在模擬集成電路中用來作為其它電路的電流基準(zhǔn)的高精度、低溫度系數(shù)的電流源。電流源作為模擬集成電路的關(guān)鍵電路單元，廣泛應(yīng)用于運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器中。偏置電流源的設(shè)計(jì)是基于一個(gè)已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)參考電流源的復(fù)制，然后輸出給系統(tǒng)的其他模塊。因此，電流源的精度直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。隨著工藝節(jié)點(diǎn)越來越小,55納米工藝節(jié)點(diǎn)下，NT0(new tape out,新產(chǎn)品下線)就遭受帶隙電流鏡放大器輸出電壓與預(yù)測(cè)值不一致的問題。例如，穩(wěn)壓源要求輸出電壓0.3V，仿真結(jié)果(預(yù)測(cè)值)能夠達(dá)到0.3V的要求，但是實(shí)際硅測(cè)試結(jié)果是0.46V，為預(yù)測(cè)值的150%。該穩(wěn)壓源中，采用了帶隙基準(zhǔn)電流源及兩個(gè)電流鏡放大器，第一個(gè)電流鏡放大器用于將帶隙基準(zhǔn)電流源的輸出電流放大兩倍，第二個(gè)電流鏡放大器進(jìn)一步將第一電流鏡的輸出電流放大兩倍，從而得到4倍于初始電流的輸出電流，該輸出電流流經(jīng)一電阻，該電阻的對(duì)地電壓即為穩(wěn)壓源的輸出電壓。納米探針數(shù)據(jù)顯示，電阻阻值正常，第二個(gè)電流鏡放大器的的娃測(cè)試時(shí)結(jié)果(silicon data)也與仿真結(jié)果一致，問題出在第一個(gè)電流鏡上。請(qǐng)參閱圖1，顯示為上述第一個(gè)電流鏡放大器的電路布局，其中MN1-5與MN1-6為電流鏡放大器輸入端的兩個(gè)NMOS管，麗2-1、麗2-2、麗2-3及麗2-4為輸出端的四個(gè)NMOS管，麗3-1及MN3-2 為其它功能器件的組成單元。MN1-5、MN1-6、MN2-1、MN2-2、MN2-3、MN2-4、MN3-1 及MN3-2均位于襯底101中的阱區(qū)域102中。請(qǐng)參閱圖2，測(cè)得輸入端MN1-5及MN1-6的飽和漏電流要比輸出端麗2-1、麗2-2、麗2-3及麗2-4的飽和漏電流小40%左右，從而導(dǎo)致第一個(gè)電流鏡的放大倍數(shù)約為3，而第二個(gè)電流ing的放大倍數(shù)仍為2，最終的放大倍數(shù)為3X2=6，而非預(yù)測(cè)的4，從而產(chǎn)生了穩(wěn)壓源輸出電壓為預(yù)測(cè)值150%的結(jié)果。通過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，輸入端的兩個(gè)NMOS管麗1-5及麗1_6表現(xiàn)不正常的原因是其均位于阱區(qū)域102的邊緣區(qū)域，例如，與阱區(qū)域102邊緣的距離為0.270微米，存在阱鄰近效應(yīng)。而表現(xiàn)正常的麗2-1、麗2-2、麗2-3及麗2-4與阱區(qū)域102邊緣的距離分別為1.860微米、1.770微米，離阱區(qū)域邊緣相對(duì)較遠(yuǎn)。因此，提供一種電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)及穩(wěn)壓源以解決實(shí)際放大倍數(shù)及輸出電壓值與預(yù)測(cè)值不一致的問題實(shí)屬必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)的目的在于提供一種電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)及穩(wěn)壓源，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)不合理以致放大系數(shù)改變，導(dǎo)致穩(wěn)壓源實(shí)際輸出電壓值與預(yù)測(cè)值不一致的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)提供一種電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)，包括一襯底及形成于所述襯底中的阱區(qū)域，所述阱區(qū)域中包括電流鏡放大器布局區(qū)域，所述電流鏡放大器布局區(qū)域包括若干半導(dǎo)體單元，所述電流鏡放大器布局區(qū)域與所述阱區(qū)域邊緣之間形成有若干閑置半導(dǎo)體單元，所述電流鏡放大器布局區(qū)域中的若干半導(dǎo)體單元通過互連線連接成電流鏡放大器。可選地，所述電流鏡放大器布局區(qū)域中，電流鏡放大器輸入端的半導(dǎo)體單元與輸出端的半導(dǎo)體單元均勻分布。可選地，所述半導(dǎo)體單元為PMOS管或NMOS管。可選地，所述電流鏡放大器包括第一組NMOS管及第二組NMOS管，所述第一組NMOS管與第二組NMOS管的柵極相互連接，且連接到所述第一組NMOS管的漏極，所述第一組NMOS管與第二組NMOS管的源極均接地；所述第一組NMOS管的漏極作為電流鏡放大器的輸入端，所述第二組NMOS管的漏極作為電流鏡放大器的輸出端。可選地，所述第一組NMOS管包括m個(gè)相互并聯(lián)的NMOS管，所述第二組NMOS管包括η個(gè)相互并聯(lián)NMOS管,其中，n = pXm, I < m < 8, p彡2。可選地，所述電流鏡放大器包括第一組PMOS管及第二組PMOS管，所述第一組PMOS管與第二組PMOS管的柵極相互連接，且連接到所述第一組PMOS管的漏極，所述第一組PMOS管與第二組PMOS管的源極均連接于外接電源；所述第一組PMOS管的漏極作為電流鏡放大器的輸入端，所述第二組PMOS管的漏極作為電流鏡放大器的輸出端。可選地，所述第一組PMOS管包括m個(gè)相互并聯(lián)的PMOS管，所述第二組PMOS管包括η個(gè)相互并聯(lián)PMOS管,其中，n = pXm, I < m < 8, p彡2。本專利技術(shù)還提供一種穩(wěn)壓源，所述穩(wěn)壓源包括一帶隙基準(zhǔn)電流源及采用上述任意一項(xiàng)所述布局結(jié)構(gòu)的電流放大鏡，所述帶隙基準(zhǔn)電流源的輸入端與一外接電源連接、輸出端與所述電流鏡放大器的輸入端連接。可選地，所述穩(wěn)壓源包括第一電流鏡放大器及第二電流鏡放大器，所述第一電流鏡放大器的組成單元為NMOS管，所述第二電流鏡放大器的組成單元為PMOS管；所述第一電流鏡放大器的輸入端連接于所述帶隙基準(zhǔn)電流源的輸出端、輸出端連接于所述第二電流鏡放大器的輸入端；所述第二電流鏡放大器的輸出端依次連接于第一電阻及第二電阻并接地；所述第一電阻與第二電阻之間具有一引出端作為穩(wěn)壓源的輸出端。如上所述，本專利技術(shù)的電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)及穩(wěn)壓源，具有以下有益效果:(1)電流鏡放大器布局區(qū)域與阱區(qū)域邊緣之間形成有若干閑置半導(dǎo)體單元，使得電流鏡放大器所采用的半導(dǎo)體單元避免了講鄰近效應(yīng)(Well Proximity effect, WPE)的影響；(2)電流鏡放大器布局區(qū)域中，電流鏡放大器輸入端的半導(dǎo)體單元與輸出端的半導(dǎo)體單元均勻分布，進(jìn)一步改善了電流鏡放大器輸入輸出端的匹配性，降低分布位置不同產(chǎn)生的不良影響。通過以上措施可以使得電流鏡放大器的實(shí)際放大系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，與預(yù)測(cè)放大系數(shù)一致，同時(shí)，使得采用該電流放大器的穩(wěn)壓源的輸出電壓也符合預(yù)測(cè)輸出電壓，為器件提供穩(wěn)定的電壓。【附圖說明】圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中電流鏡放大器的電路布局示意圖。圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中電流鏡放大器輸入端及輸出端NMOS管的漏電流Id與漏極電壓Vd的關(guān)系曲線當(dāng)前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電流鏡放大器布局結(jié)構(gòu)，包括一襯底及形成于所述襯底中的阱區(qū)域，所述阱區(qū)域中包括電流鏡放大器布局區(qū)域，所述電流鏡放大器布局區(qū)域包括若干半導(dǎo)體單元，其特征在于：所述電流鏡放大器布局區(qū)域與所述阱區(qū)域邊緣之間形成有若干閑置半導(dǎo)體單元，所述電流鏡放大器布局區(qū)域中的若干半導(dǎo)體單元通過互連線連接成電流鏡放大器。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：江小雪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中芯國(guó)際集成電路制造上海有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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