无源器件电阻及其版图

  1．电阻的失配

    电阻的失配来源于工艺偏差、接触电阻、电流不均匀流动、扩散相互影响、机械应力、温度梯度以及其他因素。下面是一些主要的失配因素：

    1）随机变化

    所有器件在尺寸和结构上都表现为微观的不规则性。这些不规则性范围内为两大类：一类只能发生在边缘，称为边变化；另一类则发生在整个器件上，称为面变化。大部分集成器件匹配主要取决于面变化。

    对于电阻，任意两个等宽度的电阻失配为：

    两个尺寸不同的电阻间失配取决于阻值较小者。

    2）工艺偏差

    硅片上生产出来的图形尺寸不会与版图数据的尺寸完全匹配，因为在光刻、刻蚀、扩散和离子注入过程中图形会收缩或扩张。图形的绘制宽度与实际测量宽度之差构成了工艺偏差。

    工艺偏差会影响电阻的长度。避免这一偏差的最简单方式就是把匹配电阻费解成具有相同尺寸的电阻段。

    3）互连寄生

    把器件连入电路的导线会引起系统适配。

    当制作精确匹配电阻时必须考虑导线电阻，特别是电阻阵列中的电阻段之间的跳线电阻。导线电阻对于小电阻的影响更大一些。

    可以通过增加单个电阻的值来减小导线电阻的影响，然而通常会消耗过多空间。

    还可以简单地在每根跳线上插入通孔对实现。这种方法并不总能达到所期望的效果，因为通孔电阻能会变化很大。见下图。

图 对每条跨接线插入通孔有助于跨接线电阻的匹配，因此改善了电阻的整体匹配性