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?!
8 Y  p- z/ t1 s6 A5 s5 B確切的流程為何?!
+ E7 @2 z7 A, B/ }$ \0 ]- Q1 o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?!
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!
1 ]8 }" `. l# ?- k那要怎麼模擬呢?!
6 r: }& @! Y2 |9 [+ W0 U假設負載為5pf
但現在電路的輸出只推的動1pf
那我的buffer該怎麼設計呢?!
謝謝回答!!

m851055

你是指不會模擬軟體嗎?還是你不會參數測定?
5 T3 |* r! _5 X: Y" ]* H, K$ @
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
' {) I9 Q  O1 [9 M
或者直接用MOS設計一個電路去加大電流

g9664414

不是軟體耶...
# U! W+ [- |4 a! o; y8 b我的問題是
0 Q( }. s; N* J6 i  q每一極inverter(也就是buffer)的 pmos & nmos的size
7 Q, {0 g4 {/ j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
   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
    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 H7 C# F3 Q$ B7 T+ }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。
0 s6 v: b0 m# ]3 ]; f2 x

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!!
我記得吳重雨老師曾經敎過!
% e' X2 [* O! f最佳的倍數是 e 約等於  2.78倍!!
目前常用的是 3 ~ 4 倍!!
4 z+ x% z1 M7 I. u3 I最好是看你的 rising  & falling time 與 total delay time 的 simulation 來決定!!  比較好!!
而且此 Buffer 也不要串太多比較好!!
% S! Z% l. c9 j3 c  ]6 o! t
# c8 @, W* F1 y: R! ~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
# P: K4 @# ]/ {( E* Y0 e! `
與9樓所說的相同   Inverter  做Buffer來推動時
+ B0 R) |9 d$ W0 W/ F) j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
9 S2 L' M$ w% m1 F9 w# h# t* d也就是 2.71828.....
但實質上 電路的使用
' {0 f' @) |$ v譬如我們  多半都是  2倍到4倍之間
5 d! u) a% A) X5 I. d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
1 x1 R1 }2 F, J. L; F推動到  你最後一級的  推Loading的 slope 在  0.5-0.8ns上下
; F- W$ b2 ^  c( Y! ]然後使用的總面積也不會太大的情況下
" J. G( F" n# W6 \; r* a4 F/ p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)
6 P( ?: x& `, ?: C/ ?* D- K3 ]# C, Y7 e大部分還是用3就好了
! j8 Q" Z9 E& J; |0 [$ t記得layout時要很注意哦~因為越往後面，mos高度越高
: l, d6 a( Y& ]5 R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
metal打大片一點
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