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CMOS模拟开关作为模拟开关的一大分支在如今有着愈来愈多的应用场景,包括各类工业设备、控制终端等,而基于SOI工艺的CMOS模拟开关在这基础上大大提升了CMOS模拟开关的性能,使其可以更适合应用于一些要求较高的场景,如航空航天、高精度数据采样等等。本文旨在设计一种CMOS模拟开关芯片,采用SOI全介质隔离工艺,芯片内部包含两组完全一致的单刀双掷CMOS开关,其正常工作的温度区间为-55℃~+125℃,需要提供±15V两个供电电源。其采用的SOI全介质隔离工艺为其带来了导通电阻较低、开关速度较快,规避了闩锁效应、高集成度、低寄生效应以及较高的抗辐照能力等诸多的优点。还可以正常兼容标准的CMOS和TTL电平。在本次设计中,首先与工艺厂商华润上华公司合作开发了所需的SOI CMOS工艺,采用TSUPREM4工艺仿真软件完成了工艺流程的设计与仿真;使用器件仿真软件MEDICI来进行所需器件的设计和仿真,对设计中使用的功率MOS器件,我们仿真了其阈值电压、击穿电压和导通电阻等参数。之后基于这种工艺和器件,对芯片内部电路进行了设计和仿真,仿真使用的是电路仿真软件Cadence,仿真时主要针对模拟开关的基本功能和导通电阻、泄漏电流和转换时间等设计要求参数进行了测试,并根据仿真结果对电路结构进行了优化,如将关键的功率开关管的衬底浮空连接来降低其导通电阻等,最终仿真出来的各项结果均满足最初的设计需求;之后使用Cadence软件基于之前设计的电路进行了版图的绘制;最终还取了10颗已经流片的成品芯片进行了整体性能参数测试。经过仿真,常温下导通电阻最大为70Ω,泄漏电流最大为0.4nA,开关切换延时为73ns,电源电流最大为169μA。经过测试,最终的成片导通电阻最大为34.2Ω,泄漏电流最大为0.492nA,开关切换延时为186.0ns,电源电流最大为130.121μA。经过测试,芯片的各项参数均满足最初的设计需求。