直接连接OTA到pad，结果会如何？

hi，大家好，有一个折叠共源共栅结构的OTA，如图所示，图中N2和N3提供偏置电流Ibias，分别为500nA。 这个OTA输出端为电路中间节点，后级接到一个管子的gate端。
我需要直接把这个OTA输出端接到芯片输出pad，而不使用buffer。这样潜在的影响来自pad漏电流和bonding（压焊）寄生电容电感影响。
pad有两个选择：
1. 使用有ESD保护的pad，这种pad有漏电流，不知道这种漏电流有多大?500nA的OTA是否无法驱动pad?我先使用的ESD pad是使用diode保护，面积是333um2。
2. 使用无ESD保护的pad，没有漏电流。这种pad存在击穿危险. 大家是否推荐使用?
来自pad的bonding（压焊）寄生电容电感一般有多大?

速率不高1不需要考虑外接的寄生效应

1. 主要是要考虑ESD的结构对OTA的影响。最好把OTA和pad连在一起仿一下看看
2.裸奔的危险还是很大的

嗯，多谢回答。

仿一下ESD漏电流是多大，一般不过pA。话说500nA的ota...电源电压多大?连接pad主要考虑寄生电容的影响，估算pad的电容，作为负载电容仿真一下环路稳定性。
另外pad的放置也要考虑，和最终输出端的位置远一点。bonding wire之间的串扰也是比较头疼的事情。

P6和N1需要用ESD rule去layout，或者vout连接一个电阻(几百到几k之间)输出到pad。

但是PAD的ESD最好还是要有，如果只是测试倒是还好，如果是量产，很容易挂掉。

仿真库里面没有ESD二极管模型，但是我刚刚找到测试的数据，算了一下不超过2fA。

500nA的OTA电源电压是5V。使用的是AMI 0.5um工艺。


关于Pad寄生电容，ESD二极管的电容估计1pF，pad双层金属提取电容很小，不超过1pF。不过我对bonding的寄生电容有疑问，这个链接：
http://www.mosis.com/pages/products/assembly/index里面给出的压焊线寄生电容大概0.3pF，寄生电感大约6nH，寄生电容比我想象的也小太多了。我印象中怎么是>50pF?

另外，你提到“pad的放置也要考虑，和最终输出端的位置远一点”， 什么是最终输出端? OTA输出吗?
还有，bonding wire之间的串扰是怎么回事?bonding wire的间距怎么着也比片上的走线间距大太多了，线线之间的电容应该很小，这样寄生电容非常小吧，是什么引入的串扰呢?

你的建议是要用ESD保护。我原帖里提到的是比较担心ESD的漏电流，所以考虑不加ESD保护，不过有人回复说ESD diode漏电很小，最多不会超过10nA，这样对于500nA 的OTA来说，实在太小，漏电流应该对OTA驱动没有影响吧。目前结论是500nA的OTA直接接到有ESD保护的pad，应该没有问题吧。你的看法呢?

我刚才理解错了，你的意思是用ESD rule layout管子，我还是第一次听说，能大概讲讲吗?请指教。

p6和n1的drain端的active拉开一些，每种工艺的ESD rule不一样，有的process需要拉开6um。有可能还会建议在drain端再盖一层rpo。

寄生电容电感的值请参考权威数据。你的OTA是中间节点，最终输出端指的是你的整个芯片处理完的信号输出端，这个端口一般都带有buffer，驱动能力强，信号能量大。对周围会产生干扰。
Wire之间的距离虽然更大，但相比之下长度也要长的多，电感量/互感量也更大。不是只有电容耦合会串扰，互感耦合也会(考虑一下“天线”)。此外，在做精密信号处理的时候，芯片内部的信号线也要做成微带的形式，防止串扰。
顺便提醒一下。CMOS工艺中，Diode是横向的，电流容限需考虑的是内部区域的周长而不是面积。查找一些数据证明你的ESD结构的电流容限足够，面积有限的话，可以做成梳形。

亲，N1和P6不是ESD管，你这样搞的话，这个OTA就挂了。

我当然知道这个p6,n1不是ESD管子，但是ESD打死的却是这两个管子。
你确定这样做OTA会挂掉吗?
你们公司的ESD没有这种要求吗?

esd cell 目地是當發生 esd , 電流流去 esd . 避免留到 core circuit ..但往往 是同metal 下再 ESD 還沒ON
前內部 core circuit 已被打穿
如果你是須要 bonding 出來就使用 IO/ESD rule ,以免生產時掛掉
到時發生 漏電你會無法判斷
到底是本身電路失敗 ?還是因為 ESD 漏電而失敗 ,
因為你這電路應該不確定是否 OK 才會多 PAD .
最好方式是把內部信號使用 buffer 推到 IO PAD ..至少可以確保不是ESD 漏電使電路失敗 .
bonding（压焊）寄生电容电感一般有多大
=> sop8 ~ sot23 package电感 一般是 2n ~
但是 BONDING WIRE越長電感越大還有　一般是 1mil也有 0.8mil

AMI06 process 是那家 Fab ?

非常实际的意见啊，多谢！

有益的讨论，受教了。

我觉得hszgl是如果不使用ESD保护的pad（以避免漏电流影响）的话，需要把N1 P6在layout上做适当保护。而你的意思是不赞成使用无ESD保护的pad，如果这样的话N1和P6会挂掉，即使把N1和P6在layout做适当的ESD保护也不行，对吗?

嗯，是啊，所以我才讨论漏电流的影响，如果影响大的话就用无ESD保护的pad，直接一条线把信号连出芯片。不过通过大家的讨论，我发现，漏电流顶多10nA，对500nA的OTA应该不会造成驱动能力不够的问题。另外我也在考虑寄生电容电感的影响。关于寄生效应，官方给出这个链接http://www.mosis.com/pages/products/assembly/index
在最底部表格里，bonding寄生电感是几个nH，跟你给出的值接近，但是bonding寄生电容只有0.2 pF，真是出乎意料的小了。另外我版图提取（EXtract）发现pad金属走线寄生电容不到1pF，即使加上ESD保护作用的diode的寄生电容，也不到1pF，这样总寄生电容也只有1~2pF，真是出乎意料。你了解的话能说说嘛?

PAD必须(针对量产)加ESD，并且P6和N1用ESD rule去layout。

你用ESD RULE画这两个管子，那么如何保证它们与N0，P5的对称性?ESD rule定义的结构是为了耐压，而且ESD管是PN结反偏，而这两个管子工作在饱和区，保护作用一样么?此外，N1和P6的放电通路在哪里?泄放电荷依然会通过N3和P4，一样存在ESD问题。
即使这样对防止管子被打坏有一定帮助，但是OTA先失效了，岂不是“捡了芝麻，丢了西瓜”?

您对ESD和Layout的理解还需要再加强一下。建议阅读《模拟版图的艺术》

你理解反了，我的意思是N1和P6用ESD rule会引起电流镜的不匹配而严重影响OTA的性能，不可取。
如andy兄所言，ESD结构是为瞬间泄放的电荷构造一个通路，让这些电荷从别的地方流出去，而不让其流经core circuit。
我的意见是量产的话ESD结构必须加。另外这个结构不仅仅只有二极管或二极管接法的MOS，一般还有一个100欧姆左右的电阻，用于隔离大电流。
此外，从放电通路上看，ESD电流不仅会流经N1、P6，还会流经N3、P4，这样看的话仅修改N1，P6无济于事。
要不整个OTA的cascode 都用ESD rule。但我从来没听说过要这么用。

对于ESD， OUT的PMOS和NMOS都要接上ESD电阻才保险的

哎，就到这里吧，不想再说下去了。
2级ESD保护做不做，随你自己了。

還有 PACKAGE 後
引腳間 parastic Cap
bonding wire 本來就是線只是 電感...但電容是IC PACKAGE

nicer

你这样点了一下，我明白了。所以寄生电容应该从package上算。一般package外壳跟地(substrate)接一起。 那么寄生电容包括bonding wire, PAD与package外壳的电容，这部分比较大。
找到了一些资料
这个link
http://e2e.ti.com/support/amplifiers/high_speed_amplifiers/f/10/t/154379.aspx
提到package 总寄生电容2pF~6pF。
这个link
http://www.analog.com/library/analogdialogue/anniversary/21.html
提到bonding wire之间电容0.2pF~0.6pF。
这个link
http://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/packaging-databooks/packaging-chapter-04-databook.pdf
里table4-6 到4-12 也给出了一些pakage寄生电容参数

多谢说明，我现在对于没有ESD保护的pad的使用心里有些底了：是可以用的。