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
& G- j( Z" [1 _" f! B( m4 a! K* R請問此buffer要如何設計?!
2 C7 k' w) J7 w7 O6 I! I1 F確切的流程為何?!
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?!
! h, I: j; i+ K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!
那要怎麼模擬呢?!
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?!
' q& Q" O7 |; E. H. \謝謝回答!!

m851055

你是指不會模擬軟體嗎?還是你不會參數測定?

. j) X1 ]8 f# `7 Z* V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

或者直接用MOS設計一個電路去加大電流

g9664414

不是軟體耶...
' ^, Z; p; ]. v( b4 m# }  L- L2 a我的問題是
每一極inverter(也就是buffer)的 pmos & nmos的size
該怎麼去求?!
- b6 t+ o* s$ Z9 b! Y! N$ j5 M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
) h/ C7 K3 S8 U. T0 Q' y. S6 i# d1 B   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?!
* l" b, t3 t, t1 [: C   開始推的第一級size又是多少呢?!
, m% V: o& N. A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。
) T# }0 P' v% r8 u/ {! Z

! A. t* I' w( `! j' i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!!
& @8 @2 n) n8 [$ B0 }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!!
+ S9 o4 k3 r0 o) V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!!
" ^5 v6 U# D( {5 t1 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
( M/ B. i$ F4 N+ J3 L2 B- W
1 S# f" M& J+ b( D1 |- A! d與9樓所說的相同   Inverter  做Buffer來推動時
8 W4 B6 F  E- |# o$ x7 h: r5 q一定是偶數級來推動
8 v( F  ?% ~: M倍率上  用數學公式求到的  最佳化的 Inverter delay optimal的值就是e
5 L  g! O0 Y  {  {, W1 a+ I也就是 2.71828.....
7 k# `  W* f" F* J# q但實質上 電路的使用
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
% t* m' l. o* a5 W# ]第二級就是  6/3   第三級是  18/9   以此類推
- J' D4 Q; E- G* o% v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)
+ |. t' T# y! B7 G8 f大部分還是用3就好了
3 X' x& L8 ^  c! U1 N! 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
+ H, C; E! ?% X( _8 ^然後contact多打幾個，特別是在輸入、輸出端
metal打大片一點
2 r& A+ `) _. u0 V  c畢竟大size的buffer流過的電流較大
9 T2 |6 v6 S! l% z6 r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