双通道单刀双掷模拟开关的设计资料下载.pdf

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MOS开关电路、驱动电路、缓冲电路和ESD保护电路。

在MOS开关的设计上，设计了一款开关时间不同的双通道MOS开关，并对传统的衬底偏置进行了改进，更好的满足了设计的要求；

设计了一款高效的开关驱动，该驱动电路能产生两路互补信号控制开关电路的通断，且实现了先断后通的切换方式；

提出了几种缓冲电路的设计方案，有效地消除了噪声；

提出了几种静电保护方案，能有效的防止静电放电对工作电路造成的损害。

仿真结果表明，本设计实现的芯片开关速度快（toN：

43ns；

tow：

3ns），切换时间短（5ns），电荷注入低（QNo：

310C；

QNc：

110C），导通电阻低（RNo：

091fl；

RNC：

O65Q），都达到了相应的设计要求。

关键词：

模拟开关单刀双掷双通道ESD保护AbstractThedesignoflow-voltagesingle-supplydualSPDTanalogswitchispresentedinthisthesiswhichcomesfromanengineeringpracticeprojectThechipismainlyappliedincommunicationsystemsandportableproductsForexample，audioandvideosignalrouting，battery-poweredsystemsandSOonFourmodulesaleincludedintheSPDTanalogswitch，forexample，MOSswitchcircuit，drivercircuit，buffercircuit，andESDprotectioncircuitThedesignofadualchannelMOSswitch，oneNOswitchandoneNCswitchwithdifferentswitchingtime，ispresentedinthethesisAndthesubstratebiasisdevelopedbasedonthetraditionalmeansinordertoachievetherelevantdesignindexesThenthedesignofahighefficiencyswitchdriverisfinishedThisdrivergeneratesapairofcomplementarysignalstodrivetheMOSswitchandmakesthebreak-beforemakeswitchingisavailableSeveralschemesofinputoutputbufferdesignaleputforward，andtheycalleffectivelyeliminateinputnoiseThenseveralsolutionsoftheESDprotectionareadvanced,andthecircuitiswellprotectedfromthedamagecausedbyESDbyinsertingESDprotectionmodulesbetweenpadsThesimulationresultSshowthattherelevantdesignindexesofthisdevicehavebeensuccessfullyachieved，suchasfastswitchingspeed（tON：

43ns、toFF：

3ns），shortbreak-before-makeinterval（tD：

5ns），lowchargeinjection（Qso：

310C，QNC：

llOC），andlowonresistance（Rso：

09lQ，RNc：

O65n）Keywords：

AnalogSwitchSPDTDualChannelESD西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；

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本人签名：

亟殛豸日期趁出!

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同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。

垒孟蓥日期：

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主，罗导师签名：

日期：

第一章绪论第一章绪论本选题来源于公司的一个研发项目，具有明确的应用需求背景和工程实用价值，设计了一款低导通电阻、低压、单电源供电的双通道单刀双掷模拟开关。

它采用TSMC0359mCMOS工艺进行设计，利用CadenceEDA的HSPICE对电路进行模拟仿真。

在分析MOS管电学特性和MOS开关原理的基础上，分析并设计了MOS开关电路、驱动电路、静电保护电路和缓冲电路。

HSPICE仿真结果表明，该器件具有良好的开关特性：

开关速度快（toN=43ns、toFF=3ns）、电荷注入I氐（QNo=310C，QNc=110c）、切换时间短（tD=5ns）、导通电阻低（RNo=09lQ，RNc=065f2）。

它与国产的同类型模拟开关相比，速度更快、导通电阻更低。

11微电子技术发展现状及趋势自从1947年发明半导体晶体管，1958年第一块半导体集成电路诞生，微电子技术经过半个世纪的高速发展，向人们显示出微电子无所不在，无所不能。

微电子已成为国民经济和人类不可短缺的“粮食”。

美国半导体协会把半导体技术（主要是集成电路IC）称为美国经济发展的驱动器。

过去30年世界上有多少产品销售价格每年降低30?

只有一种半导体。

微电子技术既是基础，又是高科技。

进入21世纪，微电子技术仍将飞快地向前发展。

111微电子技术发展水平自从IC诞生以来，IC芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonEMoore1965年预言的摩尔定律。

该定律说：

芯片上可以容纳的晶体管数目每18个月便可以增加一倍，芯片集成度18月翻一番。

这被视为半导体技术前进的经验法则。

换句话说，工艺技术的进展对IC集成度的提高起到乘积的效果，使得每个芯片可以集成的晶体管数目急剧增加，其CAGR（累计平均增长率）达到了每年58，即三年四番（1583=4）。

1978年时，人们认为光学光刻的极限是1微米。

而发展到20世纪末，人们认为光刻的极限推进到O05微米，即50纳米。

可以这样说，摩尔定律的尽头就是光学光刻的尽头。

2000年，摩尔博士在回答提问时说，摩尔定律10年不会变，最高可以突破O0359m，即35rim，预计到2010年到2012年之间技术会达到成熟。

表11是从1995年到2010年世界超大规模集成电路技术发展趋势。

2双通道单刀双掷模拟开关的设计表11超大规模集成电路技术发展趋势（1995年一2010年）年份199519982001200420072010最小线宽LLmO35O25O18O1301007逻辑晶体管数cm24106710613106251065010690106（成本晶体管）毫美分1O502O1O05002最多互联线层数4555666778点穴缺陷数m224016014012010025最少掩膜数182020222224ASIC芯片尺寸删n245066075090011001400年份19951998200l200420072010电源电压（台式机）3325181512O9芯片IO数90013502000260036004800从表11看出，预计到2010年最小线宽将达到O07p,m。

技术代发展为：

O35岬一018岬叶O13IJm-*010岬一0079in。

经过几年的实际进展，美国半导体协会（SIA