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[转贴] DeCap介绍

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DeCap是被用来降低电源网络上的噪声,常见的结构如下图所示NMOSG端接VDDSD端接VSS。这种结构只适用于90nm以上的工艺。


它的模型可以简化为一个串联的RC电路,如下图所示


其中在低频下等效公式为


这种由一个MOS管形成的decap,它的gate leakage性能PMOS要优于NMOS结构。下图为gate leakagegate area之间的关系

90nm以下的工艺由于gate oxide比较薄上图的结构存在ESD风险,常用Cross-coupled结构如下图所示

它的模型也可以简化为一个串联的RC电路,如下图所示

其中在低频下等效公式为

在数字设计里standard cell常用的decap为N+P结构如下图所示。这是因为standard cell一般高度不变宽度可变而且PMOS的NWELL占据高度的一半左右,在不占用多余面积的情况下方便摆放。这种结构也只适用于90nm以上的工艺

同样它也可以等效为两个并联的RC电路,其中在低频下等效公式为

下图为一个长沟道的N+P结构decap版图

不过这种长沟道版图结构的频率响应不是很好,加以改进成finger结构可以改善频率响应

据上文所知90nm以下的工艺我们常选Cross-coupled结构因为抗ESD能力比较强,但这种结构transient response没有N+P结构好。

对Cross-coupled结构加以改进如下图所示,把NMOS尺寸变小空出来的区域用PMOS代替,发现改进的结构transient response和gate leakage都要优于常规的Cross-coupled结构但抗ESD能力会相对减弱

综上所述,decap设计需要根据芯片实际需求在ESDgate leakagetransient response中找到折中。

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