电流镜组的共质心布局及其布局方法技术

本发明专利技术提供一种电流镜组的共质心布局，其通过对传统的共质心布局进行改进，从而与传统的共质心布局相比，只需要较少的金属层就能够实现各个晶体管的匹配以及与各个晶体管连接的多个布线的布局；并且只需要在行方向这一个方向上设置布线，由此能够使得俯视时电流镜组的布局整体的面积较小

【技术实现步骤摘要】
电流镜组的共质心布局及其布局方法


[0001]本专利技术涉及一种对电流镜组电路的共质心布局进行优化的方案
。

技术介绍

[0002]电流镜是模拟集成电路中普遍存在的一种标准部件，它也出现在一些数字电路中
。
在传统的电压模式运算放大器设计中，电流镜用来产生偏置电流
。
在新型电流模式模拟集成电路设计中，电流镜除了用来产生偏置电流外，还被广泛用来实现电流信号的复制或倍乘，极性互补的电流镜还可以实现差动－单端电流信号的变换
。
电流镜不仅是设计集成电路的基本单元电路，而且它本身就是一种典型的电流模式电路，在一些电流模式系统
(
例如高频连续时间滤波器
、
人工神经网络
)
中得到直接应用
。
[0003]一般而言，电流镜组
(CMB
：
Current Mirror Bank)
具有多个晶体管，其布局模式包括共质心布局
、
镜像布局
、
叉指布局等
。
图
1A
是示出晶体管的数量为4个时的一般的共质心布局的示意图
。
图
1B
是示出晶体管的数量为3个时的镜像布局的示意图
。
图
1C
是示出晶体管的数量为7个时的叉指布局的示意图
。
[0004]此外，图
2A
是电流镜组的原理图，图
2B
是示出图
2A
中的
M1
和
M2
的具体结构的示意图
。
对于不同类型的晶体管的数量比为
1:2:4:8:16:32
的情况，图
1B
所示的镜像布局和图
1C
所示的叉指布局需要将多个晶体管排成一行，其长度方向尺寸较大，存在明显的问题
。
从芯片上的整体布局考虑，希望布局整体接近一个正方形，显然共质心布局更符合这一点
。
另外，从复制电流比
(copying current ratio)
的角度考虑，共质心布局的表现也比镜像布局
、
叉指布局要好，因此对于电流镜组的多个晶体管的布局，优先考虑采用共质心布局
。

技术实现思路

[0005]但是，传统的共质心布局侧重于质心的位置，而不注重布线的设计
。
也就是说，在传统的共质心布局中，为了实现各个晶体管的匹配以及与各个晶体管连接的多个布线的布局，需要使用较多的金属层
。
而且，不仅在行方向上需要设置布线，而且在列方向上也需要设置布线，即在行列两个方向上都需要设置布线，因此在俯视时电流镜组的布局整体的面积较大
。
[0006]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种电流镜组的共质心布局，其通过对传统的共质心布局进行改进，从而与传统的共质心布局相比，只需要较少的金属层就能够实现各个晶体管的匹配以及与各个晶体管连接的多个布线的布局；并且只需要在行方向这一个方向上设置布线，由此能够使得俯视时电流镜组的布局整体的面积较小
。
[0007]解决技术问题的技术方案
[0008]为了解决上述问题，本专利技术的第一方面所涉及的电流镜组的共质心布局中，包括：
[0009]第一晶体管组，该第一晶体管组包括虚拟晶体管和第1晶体管；
[0010]第二晶体管组，该第二晶体管组包括第2晶体管和第3晶体管；
[0011]第三晶体管组，该第三晶体管组包括第4晶体管
、
第5晶体管
、
第6晶体管和第7晶体
管；
[0012]第四晶体管组，该第四晶体管组包括第8晶体管
、
第9晶体管
、
第
10
晶体管
、
第
11
晶体管
、
第
12
晶体管
、
第
13
晶体管
、
第
14
晶体管和第
15
晶体管；
[0013]第五晶体管组，该第五晶体管组包括第
16
至
23
晶体管和第
24
至
31
晶体管；以及
[0014]第六晶体管组，该第六晶体管组包括第
32
至
47
晶体管和第
48
至
63
晶体管，
[0015]所述第一晶体管组中的所述第1晶体管和所述虚拟晶体管分别配置于第四行第四列和第五行第五列，
[0016]所述第二晶体管组中的所述第2晶体管和所述第3晶体管分别配置于第五行第四列和第四行第五列，
[0017]所述第三晶体管组中的所述第4晶体管和所述第5晶体管分别配置于第四行第二列和第四行第三列，
[0018]所述第三晶体管组中的所述第6晶体管和所述第7晶体管分别配置于第五行第六列和第五行第七列，
[0019]所述第四晶体管组中的所述第8晶体管
、
所述第9晶体管
、
所述第
10
晶体管和所述第
11
晶体管分别配置于第四行第一列
、
第五行第一列
、
第五行第二列和第五行第三列，
[0020]所述第四晶体管组中的所述第
12
晶体管
、
所述第
13
晶体管
、
所述第
14
晶体管和所述第
15
晶体管分别配置于第四行第六列
、
第四行第七列
、
第四行第八列和第五行第八列，
[0021]所述第五晶体管组中的所述第
16
至
23
晶体管分别配置于第三行第一至第八列，
[0022]所述第五晶体管组中的所述第
24
至
31
晶体管分别配置于第六行第一至第八列，
[0023]所述第六晶体管组中的第
32
至
47
晶体管分别配置于第一行第一至第八列和第二行第一至第八列，
[0024]所述第六晶体管组中的第
48
至
63
晶体管分别配置于第七行第一至第八列和第八行第一至第八列
。
[0025]进一步地，所述第一晶体管组中的所述第1晶体管与第一布线连接，所述第一晶体管组中的所述虚拟晶体管与虚拟布线连接，
[0026]所述第二晶体管组中的所述第2晶体管和所述第3晶体管都与第二布线连接，
[0027]所述第三晶体管组中的所述第4晶体管
、
所述第5晶体管
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电流镜组的共质心布局，其特征在于，包括：第一晶体管组，该第一晶体管组包括虚拟晶体管和第1晶体管；第二晶体管组，该第二晶体管组包括第2晶体管和第3晶体管；第三晶体管组，该第三晶体管组包括第4晶体管
、
第5晶体管
、
第6晶体管和第7晶体管；第四晶体管组，该第四晶体管组包括第8晶体管
、
第9晶体管
、
第
10
晶体管
、
第
11
晶体管
、
第
12
晶体管
、
第
13
晶体管
、
第
14
晶体管和第
15
晶体管；第五晶体管组，该第五晶体管组包括第
16
至
23
晶体管和第
24
至
31
晶体管；以及第六晶体管组，该第六晶体管组包括第
32
至
47
晶体管和第
48
至
63
晶体管，所述第一晶体管组中的所述第1晶体管和所述虚拟晶体管分别配置于第四行第四列和第五行第五列，所述第二晶体管组中的所述第2晶体管和所述第3晶体管分别配置于第五行第四列和第四行第五列，所述第三晶体管组中的所述第4晶体管和所述第5晶体管分别配置于第四行第二列和第四行第三列，所述第三晶体管组中的所述第6晶体管和所述第7晶体管分别配置于第五行第六列和第五行第七列，所述第四晶体管组中的所述第8晶体管
、
所述第9晶体管
、
所述第
10
晶体管和所述第
11
晶体管分别配置于第四行第一列
、
第五行第一列
、
第五行第二列和第五行第三列，所述第四晶体管组中的所述第
12
晶体管
、
所述第
13
晶体管
、
所述第
14
晶体管和所述第
15
晶体管分别配置于第四行第六列
、
第四行第七列
、
第四行第八列和第五行第八列，所述第五晶体管组中的所述第
16
至
23
晶体管分别配置于第三行第一至第八列，所述第五晶体管组中的所述第
24
至
31
晶体管分别配置于第六行第一至第八列，所述第六晶体管组中的第
32
至
47
晶体管分别配置于第一行第一至第八列和第二行第一至第八列，所述第六晶体管组中的第
48
至
63
晶体管分别配置于第七行第一至第八列和第八行第一至第八列
。2.
如权利要求1所述的电流镜组的共质心布局，其特征在于，所述第一晶体管组中的所述第1晶体管与第一布线连接，所述第一晶体管组中的所述虚拟晶体管与虚拟布线连接，所述第二晶体管组中的所述第2晶体管和所述第3晶体管都与第二布线连接，所述第三晶体管组中的所述第4晶体管
、
所述第5晶体管
、
所述第6晶体管和所述第7晶体管都与第三布线连接，所述第四晶体管组中的所述第8晶体管
、
所述第9晶体管
、
所述第
10
晶体管
、
所述第
11
晶体管
、
所述第
12
晶体管
、
所述第
13
晶体管
、
所述第
14
晶体管和所述第
15
晶体管都与第四布线连接，所述第五晶体管组中的所述第
16
至
23
晶体管和所述第
24
至
31
晶体管都与第五布线连接，所述第六晶体管组中的所述第
32
至
47
晶体管和所述第
48
至
63
晶体管都与第六布线连接，
所述虚拟晶体管和所述第1至
63
晶体管设置于第一层，所述虚拟布线
、
所述第一布线
、
所述第二布线
、
所述第三布线
、
所述第四布线
、
所述第五布线设置于与所述第一层不同的第二层，所述第六布线设置于与所述第一层和所述第二层不同的第三层
。3.
如权利要求2所述的电流镜组的共质心布局，其特征在于，在俯视时，所述虚拟布线
、
所述第一布线
、
所述第二布线
、
所述第三布线
、
所述第四布线
、
所述第五布线位于第三行和第四行之间以及第五行和第六行之间，所述第六布线位于第一行和第二行之间以及第七行和第八行之间
。4.
如权利要求1至3中任一项所述的电流镜组的共质心布局，其特征在于，所述第一晶体管组中的所述第1晶体管的类型为第1类型，所述第二晶体管组中的所述第2晶体管和所述第3晶体管的类型为相同的第2类型，所述第三晶体管组中的所述第4晶体管
、
所述第5晶体管
、
所述第6晶体管和所述第7晶体管的类型为相同的第3类型，所述第四晶体管组中的所述第8晶体管
、
所述第9晶体管
、
所述第
10
晶体管
、
所述第
11
晶体管
、
所述第
12
晶体管
、
所述第
13
晶体管
、
所述第
14
晶体管和所述第
15
晶体管的类型为相同的第4类型，所述第五晶体管组中的所述第
16
至
23
晶体管和所述第
24
至
31
晶体管的类型为相同的第5类型，所述第六晶体管组中的所述第
32
至
47
晶体管和所述第
48
至
63
晶体管的类型为相同的第6类型，所述第1类型
、
所述第2类型
、
所述第3类型
、
所述第4类型
、
所述第5类型
、
所述第6类型彼此不同
。5.
如权利要求2所述的电流镜组的共质心布局，其特征在于，所述虚拟晶体管和所述虚拟布线不进行动作
。6.
一种电流镜组的共质心布局的布局方法，所述电流镜组的共质心布局包...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖陈贵，唐力，赖荣钦，郑龙权，胡杰，
申请(专利权)人：东芯半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：