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?!
確切的流程為何?!
4 W; X; w4 ?$ P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?!
5 P9 y: q8 ?' ~" F$ x9 R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!
. h; r% U7 A: }8 Y那要怎麼模擬呢?!
( s7 r0 O/ i) F; p假設負載為5pf
7 J0 a, @* J2 u2 P# J2 [但現在電路的輸出只推的動1pf
8 m: d. h. S3 \' o) k那我的buffer該怎麼設計呢?!
  ~7 B5 U. j9 C# k/ ~) i& O謝謝回答!!

m851055

你是指不會模擬軟體嗎?還是你不會參數測定?

8 s3 l/ `+ j5 I! }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
5 P! B( `( v$ K) g- Y
, G) c' J' Q' n或者直接用MOS設計一個電路去加大電流

g9664414

不是軟體耶...
" _; D1 B3 w8 `5 x1 v9 ^* g我的問題是
( Y+ V; X. y3 t每一極inverter(也就是buffer)的 pmos & nmos的size
6 {6 W2 p; L7 B8 l( H4 {: V該怎麼去求?!
3 e& c' V/ U% v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
3 d4 O% n% [' k' x) ~1 T! dex:假設現在的電路輸出端可以承受1pf的loading
   但如果是要改成推5pf的loading
   那buffer size該怎麼設計?!
3 L* a" |. ]0 v+ ~+ U0 @( y& X8 A   我知道要設計成偶數級
    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?!
7 [6 k5 u# ]3 Y( @( l' a  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。
5 D8 N8 E9 S7 @* h' @* L2 B; u5 K

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!!
5 \9 i( l! q$ C. J7 }2 w8 H; p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!!
最好是看你的 rising  & falling time 與 total delay time 的 simulation 來決定!!  比較好!!
  l* V2 U% n; i  ^而且此 Buffer 也不要串太多比較好!!
, J" `3 a1 F1 V5 D, v* T, u/ o+ ^
/ v7 h* c1 H' d3 ?% Q! i4 ?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
3 U  A$ S) ]3 d1 e, M/ A/ B
, c( S- q" _0 `6 `3 H& T與9樓所說的相同   Inverter  做Buffer來推動時
9 ]5 |+ x6 S* n8 D0 s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
7 C# n- P% D% ?7 i& p! R也就是 2.71828.....
! N' |/ a1 `) S但實質上 電路的使用
譬如我們  多半都是  2倍到4倍之間
/ t$ P- \+ R6 p( l2 N比如 第一級是    2/1   倍數是 3倍的話
+ l+ \% D; i  d4 j9 G# Q! r第二級就是  6/3   第三級是  18/9   以此類推
推動到  你最後一級的  推Loading的 slope 在  0.5-0.8ns上下
5 }* ]+ I4 A% ?' r, D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)
  ]. @2 G' j9 j; G) [3 w大部分還是用3就好了
記得layout時要很注意哦~因為越往後面，mos高度越高
0 M  J( {8 x. T* ?/ t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
' L. |; t. R  ^然後contact多打幾個，特別是在輸入、輸出端
% ]5 s+ F/ Y+ dmetal打大片一點
1 f  g" B* n1 q9 J, ~畢竟大size的buffer流過的電流較大
1 K- x* y' W; J9 c3 N" }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