在电路里面,寄生参数是指什么?
寄生参数非常多,产生的原因主要是:器件、电路板引入的电阻、电感、电容等,并行导体之间会形成电容,器件本身存在的电感电容电阻,排列整齐的电感会产生耦合作用等等。
延伸阅读
芯片设计全流程?
芯片设计分为前端设计和后端设计,前端设计(也称逻辑设计)和后端设计(也称物理设计)并没有统一严格的界限,涉及到与工艺有关的设计就是后端设计。
前端设计全流程:
1. 规格制定
芯片规格,也就像功能列表一样,是客户向芯片设计公司(称为Fabless,无晶圆设计公司)提出的设计要求,包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。
2. 详细设计
Fabless根据客户提出的规格要求,拿出设计解决方案和具体实现架构,划分模块功能。
3. HDL编码
使用硬件描述语言(VHDL,Verilog HDL,业界公司一般都是使用后者)将模块功能以代码来描述实现,也就是将实际的硬件电路功能通过HDL语言描述出来,形成RTL(寄存器传输级)代码。
4. 仿真验证
仿真验证就是检验编码设计的正确性,检验的标准就是第一步制定的规格。看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。规格是设计正确与否的黄金标准,一切违反,不符合规格要求的,就需要重新修改设计和编码。 设计和仿真验证是反复迭代的过程,直到验证结果显示完全符合规格标准。
仿真验证工具Synopsys的VCS,还有Cadence的NC-Verilog。
5. 逻辑综合――Design Compiler
仿真验证通过,进行逻辑综合。逻辑综合的结果就是把设计实现的HDL代码翻译成门级网表netlist。综合需要设定约束条件,就是你希望综合出来的电路在面积,时序等目标参数上达到的标准。逻辑综合需要基于特定的综合库,不同的库中,门电路基本标准单元(standard cell)的面积,时序参数是不一样的。所以,选用的综合库不一样,综合出来的电路在时序,面积上是有差异的。一般来说,综合完成后需要再次做仿真验证(这个也称为后仿真,之前的称为前仿真)。
逻辑综合工具Synopsys的Design Compiler。
6. STA
Static Timing Analysis(STA),静态时序分析,这也属于验证范畴,它主要是在时序上对电路进行验证,检查电路是否存在建立时间(setup time)和保持时间(hold time)的违例(violation)。这个是数字电路基础知识,一个寄存器出现这两个时序违例时,是没有办法正确采样数据和输出数据的,所以以寄存器为基础的数字芯片功能肯定会出现问题。
STA工具有Synopsys的Prime Time。
7. 形式验证
这也是验证范畴,它是从功能上(STA是时序上)对综合后的网表进行验证。常用的就是等价性检查方法,以功能验证后的HDL设计为参考,对比综合后的网表功能,他们是否在功能上存在等价性。这样做是为了保证在逻辑综合过程中没有改变原先HDL描述的电路功能。
形式验证工具有Synopsys的Formality
后端设计流程:
1. DFT
Design For Test,可测性设计。芯片内部往往都自带测试电路,DFT的目的就是在设计的时候就考虑将来的测试。DFT的常见方法就是,在设计中插入扫描链,将非扫描单元(如寄存器)变为扫描单元。关于DFT,有些书上有详细介绍,对照图片就好理解一点。
DFT工具Synopsys的DFT Compiler
2. 布局规划(FloorPlan)
布局规划就是放置芯片的宏单元模块,在总体上确定各种功能电路的摆放位置,如IP模块,RAM,I/O引脚等等。布局规划能直接影响芯片最终的面积。
工具为Synopsys的Astro
3. CTS
Clock Tree Synthesis,时钟树综合,简单点说就是时钟的布线。由于时钟信号在数字芯片的全局指挥作用,它的分布应该是对称式的连到各个寄存器单元,从而使时钟从同一个时钟源到达各个寄存器时,时钟延迟差异最小。这也是为什么时钟信号需要单独布线的原因。
CTS工具,Synopsys的Physical Compiler
4. 布线(Place & Route)
这里的布线就是普通信号布线了,包括各种标准单元(基本逻辑门电路)之间的走线。比如我们平常听到的0.13um工艺,或者说90nm工艺,实际上就是这里金属布线可以达到的最小宽度,从微观上看就是MOS管的沟道长度。
工具Synopsys的Astro
5. 寄生参数提取
由于导线本身存在的电阻,相邻导线之间的互感,耦合电容在芯片内部会产生信号噪声,串扰和反射。这些效应会产生信号完整性问题,导致信号电压波动和变化,如果严重就会导致信号失真错误。提取寄生参数进行再次的分析验证,分析信号完整性问题是非常重要的。
工具Synopsys的Star-RCXT
6. 版图物理验证
对完成布线的物理版图进行功能和时序上的验证,验证项目很多,如LVS(Layout Vs Schematic)验证,简单说,就是版图与逻辑综合后的门级电路图的对比验证;DRC(Design Rule Checking):设计规则检查,检查连线间距,连线宽度等是否满足工艺要求, ERC(Electrical Rule Checking):电气规则检查,检查短路和开路等电气 规则违例;等等。
工具为Synopsys的Hercules
实际的后端流程还包括电路功耗分析,以及随着制造工艺不断进步产生的DFM(可制造性设计)问题,在此不说了。
物理版图验证完成也就是整个芯片设计阶段完成,下面的就是芯片制造了。物理版图以GDS II的文件格式交给芯片代工厂(称为Foundry)在晶圆硅片上做出实际的电路,再进行封装和测试,就得到了我们实际看见的芯片
什么是激光器的调制带宽?
半导体激光器的调制带宽是指可以输出的或者加载的最高信号速率(对数字信号而言),或者是输出(或加载的)模拟信号的最大带宽。 提高激光器的调制带宽,可以采取以下措施:
①有源区采用应变(抵偿)多量子阱结构-量子阱激光器阱材料由于在平行于阱面方向受到双轴压应变和垂直于阱面方向的拉伸应变,其价带顶的重空穴能级上升,而且这种价带发生退简并,使电子从自旋轨道分裂带向重孔穴带的跃迁几率近似等于零,使室温下的俄歇复合几率减小,从而导致这种量子阱激光器的阈值电流下降,线宽增强因子减小以及弛豫振荡频率、调制带宽、微分增益系数显著提高。
②有源区p型掺杂p型掺杂可减小穿过SCH区域时的空穴输运,这对高速量子阱器件是主要的限制;p型掺杂可以得到非常高的微分增益,并且使量子阱中载流子的分布更加均匀。
若有源区Zn掺杂浓度接近1018cm-3时,其3dB带宽可达25GHz而且掺杂还可使器件的振荡频率增加到30GHz腔长为300μm此外,重掺杂还有利于降低线宽增强因子和进一步提高微分增益,这些都有利于提高器件的调制特性。
③降低电学寄生参数-为了降低高速激光器的电学寄生参数,尤其是寄生电容,可采用半绝缘Fe-InP再生长掩埋技术,同时还需减小电极面积;采用自对准窄台面结构(SA-CM以减小器件的寄生电容。
人们还常利用填充聚酰亚胺的方法来减小寄生电容。
④提高激光器内部光子浓度和微分增益-增加激光器腔内的光子浓度,可增加本征谐振频率。
利用DFB结构使激射波长与增益峰波长为负失谐(-10nm可以提高微分增益,这些都可以增加-3dB调制带宽。以上分析了限制半导体激光器高速调制特性的因素以及提高激光器调制带宽的途径,这些因素之间与其静态特性之间是相互影响的所以在设计高速激光器时,还需考虑其他特性,如阈值、温度特性等。
tsop封装介绍?
tsop封装是用在印制电路板上面,现在比较成熟。TSOP封装外形尺寸时,寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动) 减小,适合高频应用,操作比较方便,可靠性也比较高。同时TSOP封装具有成品率高,价格便宜等优点,因此得到了极为广泛的应用。
BGA封装规范?
BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数(电流大幅度变化时,引起输出电压扰动)减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。
结电容什么意思?
结电容是二极管的一个寄生参数,可以看作在二极管上并联的电容。
二极管结面积的大小,也就是二极管结电容的大小,影响着二极管的表面复合和二极管的载流子寿命,决定了二极管的温度性能。结电容越大二极管的工作温度变化就大。
当二极管正向偏置时,就是P接正极,N接负极,积累在P区的电子和N区的空穴会随着电场的作用而逐渐增加。这时的扩散电容很大的,要是反向偏置的时候,载流子的数目很少,扩散电容值也就很小,当二极管反向偏置的时候,是扩散电容值很小,此时电容值主要取决与势垒电容,而且它是非线性的。PN结电容是扩散电容和势垒电容的综合反映,在高频时,必须要考虑结电容。当PN结正偏时,结电容主要取决于扩散电容,值很大。反偏时,结电容取决与势垒电容,且很小。高频通讯电路中结电容的大小影响着通讯效果。实验证明越小越好。
通过笔者搜集几种品牌样片测试,发现普通的TVS管的结电容在1000PF左右,而维攀微的WP61300RL典型值是70PF,并且WP61300RL改善传统了普通TVS管对浪涌的处理方式。实验发现在相同时间及条件下,普通TVS发热严重在200℃左右,WP61300的温度85℃左右。而且在高频通讯时干扰极小。