CN102946232A - 减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法及布局结构 - Google Patents

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Abstract

一种减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法及布局结构，主要在于：将运放A和运放B的直流偏移电压大小，方向设计的更为接近。本发明的有益效果在于：通过新的版图设计方法有效的减少了级联放大器的直流偏移电压，本发明不但可以应用于两级的级联放大器电路，也可以应用于多级的级联放大器电路。

Description

减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法及布局结构
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，具体涉及级联放大电路的版图设计方法及布局结构。
背景技术
CMOS工艺中，一个没有经过校准的运放，它的直流偏移电压约为几mv。在需要高的放大倍数的场合（增益大于100）。几mv的直流偏移电压到输出就会变成几百mv，在大多数的应用场合是无法接受的。
图1是级联放大器的电路示意图，该放大器电路由两级反相放大器构成。在普通的版图设计方法中，运放A和运放B的版图分别是独立布置的，如图2，它们的直流偏移电压具有一定的随机性，可能出现以下的几种情况：
1、运放A的直流偏移电压是正的，运放B的直流偏移电压也是正的。
2、运放A的直流偏移电压是正的，运放B的直流偏移电压是负的。
3、运放A的直流偏移电压是负的，运放B的直流偏移电压也是负的。
4、运放A的直流偏移电压是负的，运放B的直流偏移电压是正的。
在运放的设计中，版图的设计直接影响运放的输出直流偏移电压。即使运放A和运放B的直流偏移电压是相同方向的，也会因为两个运放的版图位置不同而大小不同。
发明内容
本发明目的是提供一种减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法，通过新的版图设计方法来改善级联运算放大器的直流偏移电压的性能。
本发明的目的由以下技术方案实现：
一种减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法，其特征在于：将运放A和运放B的直流偏移电压大小，方向设计的更为接近。
作为具体的技术方案，上述版图设计方法包括：将运放A的偏置电压电路（101，103）和运放B的偏置电压电路（201，203）靠近放置；将运放A的电流镜1（104）和运放B的电流镜1（204）靠近放置；将运放A的输入管（105）和运放B的输入管（205）靠近放置；将运放A的电流镜2（106）和运放B的电流镜2（206）靠近放置。
作为另一具体的技术方案，上述版图设计方法包括：将运放A的偏置电压电路（301，303）和运放B的偏置电压电路（401,403）靠近放置；将运放A的电流镜1（304,307）和运放B的电流镜1（404，407）采用中心匹配的方法放置；将运放A输入管（305,308）和运放B输入管（405,408）采用中心匹配的方法放置；将运放A电流镜2（306,309）和运放B电流镜2（406,409）采用中心匹配的方法放置。
本发明的另一目的是提供一种减少级联放大电路直流偏移电压的布局结构，该目的由以下技术方案实现：
一种减少级联放大电路直流偏移电压的布局结构，包括级联的运放A和运放B，其特征在于：运放A的偏置电压电路（101，103）和运放B的偏置电压电路（201，203）靠近放置，并位于整个布局的上、下边缘；运放A的电流镜1（104）和运放B的电流镜1（204）靠近放置，并位于整个布局中央的上部；运放A的输入管（105）和运放B的输入管（205）靠近放置，并位于整个布局中央的中部；运放A的电流镜2（106）和运放B的电流镜2（206）靠近放置，并位于整个布局中央的下部；运放A的输出（102）和运放B的输出（202）分别位于整个布局的左、右边缘。
一种减少级联放大电路直流偏移电压的布局结构，包括级联的运放A和运放B，其特征在于：运放A的偏置电压电路(301，303)和运放B的偏置电压电路（401,403）靠近放置，并位于整个布局的上下边缘；运放B的电流镜1（404，407）位于整个布局中央上部的中心，运放A的电流镜1（304,307）位于运放B的电流镜1（404，407）的左右两侧；运放B输入管（405,408）位于整个布局中央中部的中心，运放A的输入管（305,308）位于运放B输入管（405,408）的左右两侧；运放B的电流镜2（406,409）位于整个布局中央下部的中心，运放A的电流镜2（306,309）位于运放B电流镜2（406,409）的左右两侧；运放A的输出（502）和运放B的输出（602）分别位于整个布局的左、右边缘。
本发明的有益效果在于：通过新的版图设计方法有效的减少了级联放大器的直流偏移电压，本发明不但可以应用于两级的级联放大器电路，也可以应用于多级的级联放大器电路。
附图说明
图1为级联放大器的电路示意图。
图2为级联放大器的电路在普通的版图设计方法布局形式。
图3为本发明实施例一提供的级联放大器的电路的版图设计方法及布局形式。
图4为本发明实施例二提供的级联放大器的电路的版图设计方法及布局形式。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
具体实施方式
实施例一
本实施例涉及的级联放大器由两个反相放大器构成，本实施例在版图设计过程中，尽量使得运放A和运放B的直流偏移电压大小，方向接近，以达到相互抵消的结果，最终实现级联放大器输出直流偏移电压最小。
一个典型的运放电路，如运放A（运放B与运放A相同），其主要由：A输入管，A电流镜1（PMOS），A电流镜2（NMOS），A偏置电压电路和A输出电路构成。其中，输入管，电流镜1和电流镜2的匹配程度决定运放的输出直流偏移电压的大小。
结合图3所示，本实施例提供的版图设计方法采用直接靠近匹配的办法，主要包括：将运放A的偏置电压电路（101，103）和运放B的偏置电压电路（201，203）靠近放置；将运放A的电流镜1（104）和运放B的电流镜1（204）靠近放置；将运放A的输入管（105）和运放B的输入管（205）靠近放置；将运放A的电流镜2（106）和运放B的电流镜2（206）靠近放置。
如图3所示，本实施例提供的级联放大器的布局结构如下：运放A的偏置电压电路（101，103）和运放B的偏置电压电路（201，203）靠近放置，并位于整个布局的上、下边缘；运放A的电流镜1（104）和运放B的电流镜1（204）靠近放置，并位于整个布局中央的上部；运放A的输入管（105）和运放B的输入管（205）靠近放置，并位于整个布局中央的中部；运放A的电流镜2（106）和运放B的电流镜2（206）靠近放置，并位于整个布局中央的下部；运放A的输出（102）和运放B的输出（202）分别位于整个布局的左、右边缘。
实施例二：
结合图4所示，实施例二与实施例一的区别在于：实施例二提供的版图设计方法采用中心对称匹配的办法，主要包括：将运放A的偏置电压电路（301，303）和运放B的偏置电压电路（401,403）靠近放置；将运放A的电流镜1（304,307）和运放B的电流镜1（404，407）采用中心匹配的方法放置；将运放A输入管（305,308）和运放B输入管（405,408）采用中心匹配的方法放置；将运放A电流镜2（306,309）和运放B电流镜2（406,409）采用中心匹配的方法放置。
如图4所示，实施例二提供的级联放大器的布局结构如下：运放A的偏置电压电路(301，303)和运放B的偏置电压电路（401,403）靠近放置，并位于整个布局的上下边缘；运放B的电流镜1（404，407）位于整个布局中央上部的中心，运放A的电流镜1（304,307）位于运放B的电流镜1（404，407）的左右两侧；运放B输入管（405,408）位于整个布局中央中部的中心，运放A的输入管（305,308）位于运放B输入管（405,408）的左右两侧；运放B的电流镜2（406,409）位于整个布局中央下部的中心，运放A的电流镜2（306,309）位于运放B电流镜2（406,409）的左右两侧；运放A的输出（502）和运放B的输出（602）分别位于整个布局的左、右边缘。
本发明的主旨是尽量使得运放A和运放B的直流偏移电压大小，方向接近，以达到相互抵消的结果，最终实现级联放大器输出直流偏移电压最小，不但可以应用于两级的级联放大器电路，也可以应用于多级的级联放大器电路。所以，除上面列出的两种匹配办法外，也可以采用其他类似的匹配方法来实现。

Claims (5)

1.一种减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法，其特征在于：将运放A和运放B的直流偏移电压大小，方向设计的更为接近。
2.根据权利要求1所述的减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法，其特征在于：将运放A的偏置电压电路（101，103）和运放B的偏置电压电路（201，203）靠近放置；将运放A的电流镜1（104）和运放B的电流镜1（204）靠近放置；将运放A的输入管（105）和运放B的输入管（205）靠近放置；将运放A的电流镜2（106）和运放B的电流镜2（206）靠近放置。
3.根据权利要求1所述的减少级联放大电路直流偏移电压的版图设计方法，其特征在于，将运放A的偏置电压电路（301，303）和运放B的偏置电压电路（401,403）靠近放置；将运放A的电流镜1（304,307）和运放B的电流镜1（404，407）采用中心匹配的方法放置；将运放A输入管（305,308）和运放B输入管（405,408）采用中心匹配的方法放置；将运放A电流镜2（306,309）和运放B电流镜2（406,409）采用中心匹配的方法放置。
4.一种减少级联放大电路直流偏移电压的布局结构，包括级联的运放A和运放B，其特征在于：运放A的偏置电压电路（101，103）和运放B的偏置电压电路（201，203）靠近放置，并位于整个布局的上、下边缘；运放A的电流镜1（104）和运放B的电流镜1（204）靠近放置，并位于整个布局中央的上部；运放A的输入管（105）和运放B的输入管（205）靠近放置，并位于整个布局中央的中部；运放A的电流镜2（106）和运放B的电流镜2（206）靠近放置，并位于整个布局中央的下部；运放A的输出（102）和运放B的输出（202）分别位于整个布局的左、右边缘。
5.一种减少级联放大电路直流偏移电压的布局结构，包括级联的运放A和运放B，其特征在于：运放A的偏置电压电路(301，303)和运放B的偏置电压电路（401,403）靠近放置，并位于整个布局的上下边缘；运放B的电流镜1（404，407）位于整个布局中央上部的中心，运放A的电流镜1（304,307）位于运放B的电流镜1（404，407）的左右两侧；运放B输入管（405,408）位于整个布局中央中部的中心，运放A的输入管（305,308）位于运放B输入管（405,408）的左右两侧；运放B的电流镜2（406,409）位于整个布局中央下部的中心，运放A的电流镜2（306,309）位于运放B电流镜2（406,409）的左右两侧；运放A的输出（502）和运放B的输出（602）分别位于整个布局的左、右边缘。
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