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LDO/bandgap 问题 - Die-toDie 偏差的原因

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
LDO 流片出来,同一 Wafer 上的 Die-to-Die差异可以达到设计指标的 10 %,有些什么原因呢?关键的是哪个呢?
如果是运放失调,Mask既然一样,做出来的失调也会一样呀。

一般而言,CMOS运放的主要失调是由随机失调引起的

一个wafer不同区域的情况也是不同的啊,当然存在die to die的失调了

我以为运放失调是管子尺寸的制造差异呀(书上这么讲的),光罩做好之后,同一个Wafer的管子制造差异就不会太大了。那随机失调是什么引起的,请解释一下。

我觉得工艺偏差不会导致LDO输出太大差异。电阻是比例的,对称版图设计之后,即使偏也影响甚小;MOS管Corner影响不大;三极管影响算比较大些,但是远不到 10%。

MOS和电阻即使在layout上画的完全匹配,由于工艺的影响,也会存在随机误差,一般来说是和MOS及电阻的尺寸成反比,如果你在设计的时候没有考虑到这种随机误差,我觉得出现10%的偏差也是有可能的。不知道你采用的工艺是否提供蒙特卡洛分析需要的模型,没有的话可以手工计算一下运放offset。
MOS跑过corner不代表就是OK的,corner考虑的是所有的管子的性能朝一个方向产生偏移,但是没有考虑到MOS,电阻之间匹配的问题。

运放的失配差的话,CMOS的bandgap做出来偏差个8%也不是不可能,可以根据CMOS运放的失配公式以及工艺表看看这个运放的3 sigma偏差是多少

LDO中的MOS管少,大家集中在很小的面积里,这些个管子之间的工艺Corner相差无几,我觉得同一个 Die上的管子可以按照同一Corner来看待。
此外,在光罩版(MASK)制好后,尺寸不匹配就基本固定了,不随机了,只有不同 Die 之间的工艺角不同。
而且,同一个 Wafer 的工艺角,根据 Foundry 的测试,其偏差不大。

光罩版(MASK)制好后,尺寸不匹配就基本固定了,如果运放失配,那么同一个 Wafer 上的所有 Die 的管子尺寸和电阻失配程度都差不多(因为 MASK 固定了),那么最终的电压差异又从何而来?想不通

你跑下蒙特卡洛分析就知道你的分布啦~
bandgap中心值的分布和LDO offset的分布

运放offset如何计算?
MC没model支持。

掩模板确定了,但是光刻到wafer上也会造成尺寸的随机误差,尺寸比较小的话这种误差可能是比较大的。还有同一wafer上不同地方的MOS和电阻的掺杂浓度也会不一样啊,MOS的特性,电阻的阻值自然就不一样了。offset的计算,版上搜一下,或者RAZAVI, SANSEN的书上都有讲的

应该说用一个模子印出来的饺子会一样吗

什么是 die to die 偏差。

经典

die to die偏差10%是有可能的啊,如果没有跑蒙特卡洛分析,fountry只保证3个sigma的偏差

掩模板是保证在哪里做操作(注入、扩散、光刻),但这些步骤都会带来误差,注入的粒子束不一样,光刻的尺寸不一样等等。

楼上说的对。offset这东西很难搞。如果出来偏差大。要仔细看分布情况。如果是双峰分布,很有可能有硬伤。比如设计失误或者工艺错误。这些问题好找原因,好坏片子对比就可以分析出来。如果是正态分布,就是偏差大,不好整。基本可以定义为失调引起的重点部分一点点分析才行

首先确认BG的分布,然后再看环路增益和失调,多半是BG的问题,LS很多意见值得参考,多测多分析,自然清晰。工艺模型支持,跑monte carlo!

如此大的差异,不太可能是mismatch ,怀疑是不是有mos 不在饱和区阿?!或者版图有错?!

小编哪里去鸟?到底是咋回事呢?有结论没?我觉到10%的偏差也ok了,一般的spec不是都是要求10%的偏差吗?譬如3.3+-10%嘛

要是MASK一定,尺寸不匹配就一定,那就太好了。设计就容易多了。

现在的工艺,只要尺寸不是太小,尺寸控制还是比较精确。
mismatch的主要来源还是参杂等引起的vth不同。BG比较敏感,因为失配最后被加倍了(R2/R1)。
BG的运放或关键镜像管尺寸必须大点。

同意楼上!

差的工艺可能偏差很大

小编弃楼了?还等小编给个说法

这个部分取决于工艺,部分取决与设计者。做的挺差的

后来的改动是这样的,把三极管的电流从1mA 改到 100uA,重新流片,die to die 离散性从 10% 减小到 5%,原因我不知道?

可从三极管的特性入手,不同电流三极管的特性有差别,可以看一下

三极管电流用的上1mA或者100uA吗? 个人感觉这个三极管电流一般都在几uA左右吧

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