CMOS门电路设计：二输入端与门与电路布局

本文主要介绍了CMOS门电路的几种基本类型，包括反相器、异或门、二输入端与门、与或非门、或与非门以及全加器的电路图和版图设计，重点讲解了版图设计中的技巧和特点。 1. CMOS门电路是集成电路的基础，反相器是其中最简单的单元。版图设计有两种常见形式，一种是多晶栅竖直排列，另一种是水平排列，各有优缺点。前者面积较小，后者则因水平尺寸大些而面积稍大。 2. 异或门的版图设计有竖直和水平两种布局，竖直布局使得版图较高，而水平布局则是将或非门和与或非门分开布局，便于理解和实现。 3. 二输入端与门由一个与非门和一个反相器串联组成，版图设计采用了合并公共区域的策略，共享P管和N管的有源区，极大地减少了面积并优化了布局。 4. 与或非门(AOI)和或与非门(OAI)的版图设计需要对MOS管的串联和并联有深入理解。AOI是将与门和或门结合，OAI则是或门和与门的复联，两者在版图上有明显的区别。 5. 全加器的版图设计复杂，需要注意多个输入信号的公用，以及特定的布局策略，如A、B、C信号的多晶分段，以及进位和求和电路的前级区分。此外，版图中还需要特别处理金属线的连接问题。 6. CMOSRAM单元是存储器的基本构建块，其版图采用双层金属设计，确保了反相器的交叉连接和衬底连接的高效。位线、电源和地线使用特定的金属层，门管的连接则通过多晶栅和金属1完成。 这些内容展示了CMOS集成电路在版图设计上的精细和复杂性，强调了在有限的空间内优化性能和减小面积的重要性。版图设计不仅要考虑电路的功能，还要兼顾制造工艺和成本，是集成电路设计中的关键步骤。