罗志勇++田健

摘要：介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计，关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明，JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下，电路的转换速率达到了10V/μs，增益带宽积4.5MHz，很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。

关键词：JFET；运算放大器；版图设计；可靠性

0 引言

该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中，其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节，芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。

1 芯片功能及原理图

本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA，失调电流最大50pA，失调电压最大2mV，共模抑制比最小85dB，电源抑制比最小85dB，电压增益最小90dB，转换速率最小10V/μs，增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。

2 芯片版图设计

2.1 芯片版图的平面设计

本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路，为了保证电路精度，降低温度对输入部分的影响，应该将差分输入电路远离输出扩流电路；保护电路需要测量输出管的电流和结温（主要是电流），因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置；……