集成电阻的分析

电阻是模拟电路中不可缺少的组成部分，主要具有电流取样、定义、负载、电平变换等功能，具体体现在各种典型的应用结构中。例如，电阻串联分压结构的电压设置和位移、偏置结构中支路电流的精确定义、电阻电容RC延迟充放电控制、放大电路或动态逻辑负载、静电放电ESD限流保护等。有线电阻与非线电阻、交流电阻与直流电阻的区别在于电阻的性质；无源电阻与有源电阻的区别在于物理结构。


对于重掺杂多晶低阻，其方块电阻为几十欧姆量级，主要用于多晶硅栅或连接，而轻掺杂多晶高阻，其方块电阻为几千欧姆量级，可作为限流电阻。在半导体集成电路中，难以实现绝对准确的电阻，而模拟电路设计中容易实现相同类型电阻之间的相对精度。应充分利用电阻的重要特性，采用匹配电阻图形设计。只有定义支路偏置电流的电阻,才需要考虑绝对的精度控制。

不同类型电阻的特征参数有明显差异，如表2-1所示。选择电阻一般从成本人员开始，并根据适当的方块电阻从各种可选范围内确定精度高、温度系数小的电阻结构类型。如果单个电阻不能满足电路要求，可以利用上述不同类型的电阻形成复合电阻结构，通过调整不同类型电阻的比例成分，有效部署和控制等效电阻的温度系数。

线性电阻是指电阻的电阻值不随电压或电流的工作点而变化，因此线性电阻对减少模拟信号处理所需的低失真至关重要。通常，由于工作点的稳定性和自身的线性范围，有源器件构成的电阻很难达到很高的线性。无源电阻可以克服这一不足，但以扩散和多晶结构为主要代表的无源电阻绝对精度低，工艺和温度稳定性差，芯片占用面积大。

电阻的绝对精度受工艺水平的限制。在确定工艺和电阻类型时，电阻的精度主要由图形参数决定L/W因此，高精度匹配电阻必须采用对称的布局设计。考虑到电阻绝对精度的提高受到很大限制，在电路设计中，一般电路设计应尽量避免采用单独的绝对高精度电阻，而应采用电阻匹配设计，以提高电阻设计的精度。

参考：电阻匹配设计

在IC版图（layout）在设计中，作为无源设备的电阻，其匹配也非常重要，一个优秀的IC版图工程师将会遵守更多的匹配规则，使其因工艺产生的误差减小到最少。

遵循三个匹配原则：电阻应放置在相同的方向、相同的设备类型和相互接近。这些原则对减少工艺误差对模拟设备功能的影响非常有效。
如下图所示，使用相同的类型、宽度、长度电阻和间距。

对于高精度电阻，建议电阻宽度为工艺最小宽度的5倍，以有效减少工艺误差。如下图所示。