毕业论文概要

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1、大电流输出双运放电路的设计与实现指导老师：吴金赵霞刘勇学生姓名：张敏蓉学号：YS06107521一、概要二、电路设计与分析三、版图设计四、工艺实现五、总结一、概要作为电路设计中最基本的器件，运算放大器可以构造信号放大、信号传输、信号滤波等各种功能的电路，广泛应用于通信、PC、消费、汽车和工业等领域中。该电路为大电流输出，高压摆率，高增益，低失调的一款运放电路，很适合用作比较器，前级驱动等方面，有较好的应用优势。本次设计采用的是逆向设计，首先根据照片提取电路图、器件尺寸和设计规则，其次进行电路仿真，根据设计规则建单元以及布局布线，产生版图。文中分

2、别从线路、版图、工艺三方面来阐述和分析该运放电路，利用Cadence对电路进行了仿真，仿真结果满足设计要求。在版图上，主要分析了电路中可能出现的寄生效应，并采取了一些措施来减小寄生效应对电路性能产生的影响。同时采用了9um外延标准双极工艺试验流片，最后测试后得到相关参数。二、电路设计与分析集成运放结构：启动和偏置部分：输入级：中间级与输出级：三、版图设计器件的设计1.NPN晶体管的最小发射区面积17um*17um，集电极含有深磷。2.PNP管有两种，分别为横向PNP管和衬底PNP管，Wb的大小一致，其中发射区有圆形和方形两种。3.ESD保护管，

3、由N管的BE短接与集电极构成，设计规则适当放大。4.电阻均为基区电阻，方块值为0.18KΩ/□，还有一个为外延沟道电阻，大约为100KΩ。5.电路中均为MOS电容，介质层为二氧化硅，厚度为1500埃。双极电路中的寄生效应及预防措施1.npn管中的寄生pnp管单块结隔离电路的npn管的剖面图如图所示，P+P+P-substrateN+PBLNN+N-epiParasiticPNPEBC2.达林顿管达林顿管中的寄生p管达林顿管的剖面图P+P+N+BCEN-epiN+N+PPP-substrateBLN+Vdrop--3.横向pnp管中的寄生pnp管

4、典型的结隔离的横向pnp管的剖面图如图所示，BLNN-epiN+P+P+P+P-subtrateP+P+BCEC横向pnp管的两个寄生p管4.混合pnp管同一外延岛内多个p型区域的剖面图P+P+N+BCEN-epiN+PP-substrateBLNPPResRes建议将N+保护环和p型保护环结合使用，如图所示，P-guardringDeepn+P-guardring四、工艺实现工艺流程该电路采用9um外延标准双极工艺，材料为P(111)8~13Ω.CM。具体工艺步骤如下：一次氧化→锑埋注入→锑埋退火→硼埋氧化→硼埋注入→硼埋退火→外延→磷桥氧化

5、→磷桥扩散→磷桥再扩→隔离氧化→隔离预扩→隔离再扩→磷注入→低硼注入→基区注入→基区退火→发射区预扩→低氧→发射区再扩→一铝→钝化本次流片单管参数基本正常，电容氧化的厚度现为1900A（要求1500A），比要求偏厚27%左右，中测功能正常。五、总结本文完成了一个双运放电路的完整设计，包括线路设计与仿真、版图设计与验证以及工艺实现。该运放电路的工作电压为15V，输出电流达到了70mA。本文设计的运放电路可以改进的地方：因为该电路采用的是普通电流源,如果提供多路电流，其偏置就会产生误差。如果采用改进型电流源，就会大大减少其误差。改进型电流源的模型如

6、图所示，采用改进型电流源后偏置误差为：大大减少了偏置误差，改善了电路的性能。感谢各位老师！