Proiectarea layout a unei porți TTL

De proiectat circuitul integrat CDB 437E pe o placheta de Si cu o suprafaţă de maxim 1mm2, dacă este dată schema circuitului şi nominalele rezistenţelor.

Schema electrică a circuitului:

Fig.1 Schema circuitului CDB 437E.

Calcularea dimensiunilor elementelor schemei:

Pentru a calcula dimensiunile rezistenţelor, noi trebuie sa avem în consideraţie restricţiile impuse de puterea de disipare pe rezistenţă, de tehnologie şi de precizie. Deci pentru a determina lăţimea rezistorului, trebuie să alegem una din valorile de mai jos:

-lăţimea minimă permisă de tehnologia folosită.

Pentru a determina puterea disipată pe fiecare rezistenţă mai exact, am simulat poarta TTL care trebuie să o proiectez softul OrCAD Capture. Din rezultatele simulării am obţinut următoarele puteri de disipare pe fiecare rezistenţă:

Nr.rezist. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

R,Ω 4000 600 400 100 4000 4000 600 400 100 4000

Pi,mW 5.28 1 1 0.2 5.4 5.28 1 1 0.2 5.4

Voi fabrica rezistoarele în regiunea bazei.

Pentru această regiune avem: ;

Intervalul de temperatură de funcţionare a circuitului integrat: ;

Puterea de disipare a unei unităţi de suprafaţă a Si: ;

Toleranţa admisibilă pentru rezistenţe: ;

-lăţimea minimă permisă de tehnologia folosită.

bΔ – lăţimea pentru cerinţele de precizie;

bp – lăţimea pentru cerinţele puterii;

unde: Δb = Δl = 0.1μm, în caz de utilizare a fotolitografiei.

-coeficientul de formă a rezistorului.

eroarea relativă a coeficientului de formă a rezistorului:

unde: ; ;

obţinem:

,unde Δx, Δy –abaterile apărute în urma difuziei (Δx=0,2μm; Δy = 1,3 μm);

Exemplu de calcul:

Pentru rezistor de tip meandru:

R1: ;Dacă vom face rezistorul de tip meandru.

n-numărul de segmente de tip Z va avea meandrul;

a=b, a-distanţa dintre 2 segmente, b-lăţimea segmentului;

Pentru rezistor de tip dreptunghiular:

R2: ;