負載為大電容時的buffer設計

g9664414

當輸出端無法推大電容時需要在多加buffer
請問此buffer要如何設計?!
' t0 l  q* h! c7 E  t. L確切的流程為何?!
' X9 t. @/ |. W5 z* E/ L5 K謝謝大家^^

m851055

一般為第一級M=1 第二級 M=2 第三級 M=3 第四級 M=4 ........，必須注意需為偶數。

g9664414

不是應該要看電容的大小來決定每一級mos的大小嗎?!
& v% g2 x& B: C" p- ]% ~; ~3 v謝謝回答喔!!

m851055

你應該是指Length及width吧，如果是length、width建議作spice sim。

g9664414

嗯嗯~沒錯!
+ I  r# R2 P$ P# S+ q那要怎麼模擬呢?!
* g7 S# X9 i+ W0 Y. ^假設負載為5pf
但現在電路的輸出只推的動1pf
' o% L9 Z' f9 D5 T, Q9 }# p# X那我的buffer該怎麼設計呢?!
3 f; i' X; ^: Z: Y4 \6 ~  M謝謝回答!!

m851055

你是指不會模擬軟體嗎?還是你不會參數測定?

如果只是參數設定的畫一般MOS只有length  width  M就足夠了如果不夠就多加幾級或M數提高

( P, @0 ?: i* y- f2 Z: M  H1 l或者直接用MOS設計一個電路去加大電流

g9664414

不是軟體耶...
我的問題是
1 k2 m8 M2 V  J" u每一極inverter(也就是buffer)的 pmos & nmos的size
該怎麼去求?!
我記的好像是跟電路輸出端能呈受的電容大小 & 要掛的負載電容多大有關
ex:假設現在的電路輸出端可以承受1pf的loading
8 {6 \( j( O$ E! L7 T+ i   但如果是要改成推5pf的loading
   那buffer size該怎麼設計?!
   我知道要設計成偶數級
! g8 ?' Q" O6 Q, m, m2 i3 i: x    那每一級跟每一級間mos的size是成倍數關係嗎?!倍數是?!
   開始推的第一級size又是多少呢?!
1 F9 T8 o" }8 O謝謝回答!!

m851055

你所說的問題在spice ，就可以try出來了，你這樣問感覺很奇怪。
8 c% O! Q% _! }& t% I" l
1 m' \- i  |- W7 ?# X
% `; d! U+ H; U" [一般length為最小值，PMOS之width為NMOS之width的2-3倍。你可以try PMOS width=8 NMOS width=4試試看。

sjhor

這個應該是很苦老的問題了!!
' {9 h# ]7 |' B) r( C$ v  I我記得吳重雨老師曾經敎過!
最佳的倍數是 e 約等於  2.78倍!!
目前常用的是 3 ~ 4 倍!!
7 H9 P' X9 \  j" E! L& ~最好是看你的 rising  & falling time 與 total delay time 的 simulation 來決定!!  比較好!!
0 k: |% w( p& ?5 S而且此 Buffer 也不要串太多比較好!!
. z, |+ H3 B! v
; }" R- O  S: I4 t此篇應該放到  analog 版比較適合唷!!

yhchang

這問題在一些 VLSI Design 的課本上會提到
/ s- P- }! g6 q  s7 t
+ X  d9 z% f; ^- J5 `* f7 `0 y與9樓所說的相同   Inverter  做Buffer來推動時
; Z. [$ A# _/ W" B: Q0 q一定是偶數級來推動
倍率上  用數學公式求到的  最佳化的 Inverter delay optimal的值就是e
0 |$ r7 x2 x5 y  F2 @) F" E9 U5 y7 d也就是 2.71828.....
但實質上 電路的使用
5 n! T# r6 b* C0 X* _0 M譬如我們  多半都是  2倍到4倍之間
比如 第一級是    2/1   倍數是 3倍的話
第二級就是  6/3   第三級是  18/9   以此類推
/ R; f3 Y6 O3 V2 r5 \  d推動到  你最後一級的  推Loading的 slope 在  0.5-0.8ns上下
然後使用的總面積也不會太大的情況下
就是一個最佳的Buffer推動方式

Shouwei

恩，樓上的板主都說得很清楚了(俗稱這種buffer為taped buffer or supper buffer)
大部分還是用3就好了
; m7 H$ a+ G1 T% z. t# P2 v記得layout時要很注意哦~因為越往後面，mos高度越高
建議使用finger type來畫後面的mos讓大家的mos都跟第一級一樣高
然後contact多打幾個，特別是在輸入、輸出端
  r/ J, w( g: G" A, Y2 @metal打大片一點
2 S7 g7 }9 U$ e, z3 N+ {畢竟大size的buffer流過的電流較大
會有dc power的問題

yoyo20701

喔~~了解囉~~多謝大大的解答唷~~~謝謝你~感謝你