在集成电路的规划中，电阻器不是首要的器材，却是必不可少的。假如规划不妥，会对整个 电路有很大的影响，而且会使芯片的面积很大，然后添加本钱。
现在，在规划中运用的首要有3种电阻器：多晶硅、MOS管以及电容电阻。在规划中，要依据需求灵活运用这3种电阻，使芯片的规划到达最优。
1、多晶硅电阻
集成电路中的单片电阻器间隔抱负电阻都比较远，在规范的MOS工艺中，最抱负的无源电阻器是多晶硅条。一个均匀的平板电阻能够标明为：
式中：ρ为电阻率；t为薄板厚度；R□=（ρ/t）？为薄层电阻率，单位为Ω/□；L/W为长宽比。因为常用的薄层电阻很小，一般多晶硅最大的电阻率为100 Ω/□，而规划规则又确认了多晶硅条宽度的最小值，因而高值的电阻需求很大的尺度，因为芯片面积的约束，实践上是很难完成的。当然也能够用分散条来做薄层电阻，可是因为工艺的不稳定性，一般很简略受温度和电压的影响，很难精确操控其肯定数值。寄生作用也非常显着。
不管多晶硅仍是分散层，他们的电阻的改变规模都很大，与注入材猜中的杂质浓度有关。不 简略核算精确值。因为上述原因，在集成电路中常常运用有源电阻器。
2、MOS管电阻
MOS管为三端器材，恰当衔接这三个端，MOS管就变成两头的有源电阻。这种电阻器首要原理 是运用晶体管在必定偏置下的等效电阻。能够替代多晶硅或分散电阻，以供给直流电压降，或在小规模内呈线性的小信号沟通电阻。在大多数的状况下，取得小信号电阻所需求的面积比直线性重要得多。一个MOS器材便是一个模仿电阻，与等价的多晶硅或跨三电阻比较，其尺度要小得多。
简略地把n沟道或p沟道增强性MOS管的栅极接到漏极上就得到了相似MOS晶体管的有源电阻。关于n沟道器材，应该尽或许地把源极接到最负的电源电压上，这样能够消除衬底的影响。相同p沟道器材源极应该接到最正的电源电压上。此刻，VGS=VDS，如图1（a），（b）所示。
图1（a）的MOS晶体管偏置在线性区作业，图2所示为有源电阻跨导曲线ID-VG S的大信号特性。这一曲线对n沟道、p沟道增强型器材都适用。能够看出，电阻为非线性的。可是在实践中，因为信号摇摆的起伏很小，所以实践上这种电阻能够很好地作业。依据公式
其间：K′=μ0C0X。能够看出，假如VDS《（VGS-VT），则ID与VDS之间关系为直线性（假定VGS与VDS无关，由此发生一个等效电阻R=KL/W，K=1/［μ0C0X（VGS-VT）］，μ0为载流子的表面迁移率，C0X为栅沟电容密度；K值一般在1 000～3 00 0Ω/□。试验证明，在VDS《0.5（VGS-V T）时，近似状况是非常杰出的。
图1（c），（d）尽管能够改善电阻率的线性，可是献身了面积添加了复杂度。
用有源电阻得到大的直流电压需求大的电流，或许远小于1的W/L比值。能够选用级连的办法战胜这一问题行将每一级的G，D与上一级的S相连。这样能够使W/L接近于1且运用较小的直流电流。
在规划中有时要用到沟通电阻，这时其直流电流应为零。图1所示的有源电阻不能满意此条 件，因为这时要求其阻值为无穷大。明显这是不或许的。这时能够运用MOS管的开关特性来完成，如图3（a）所示。MOS开关的特性近似为直线，没有直流失调。这时经过操控栅源之间的电压值就能够得到ΔV为1 V的线性沟通电阻。
为了尽或许夸张线性区并抵消体效应，电阻往往以差动办法成对呈现，如图3（b）所示的一 对差动结构的沟通电阻。留意，加到电阻器左面的是差动信号（V1）；右边则处于相同电位。
3、电容电阻
沟通电阻还能够选用开关和电容器来完成。经历标明，假如时钟频率足够高，开关和电容的组合就能够当作电阻来运用。其阻值取决于时钟频率和电容值。
图4是一种电阻模仿办法，称为“并联开关电容结构”。在特定的条件下，依照采样系统理论，能够近似为图4（b）所示的电阻。其间V1和V2为两个独立的直流电压源，其依照足够高的速率采样，在周期内的改变可疏忽不计。经过核算可得：
其间，fc=1/T是信号Φ1和Φ2的频率。
这种办法能够在面积很小的硅片上得到很大的电阻。例如，设电容器为多晶硅多晶硅型，时钟频率100 kHz，要求完成1 MΩ的电阻，求其面积。依据式（3）可知电容为10 pF。假定单位面积的电容为0.2 pF/mil2，则面积为50 mil2。假如用多晶硅，取最大或许值100 Ω，并取其最小宽度，那么需求900 mil2。当然在开关电容电阻中除了电容面积外还需求两个面积极小的MOS管做开关。能够看出，电容电阻比多晶硅电阻的面积少了许多。而在集成电路规划中这是非常重要的，尽管添加了2个MOS管，但与所削减的面积比较是可疏忽的。实践上所节约的面积远不止此，因为多晶硅条的电阻率很难到达100 Ω/□。当然，运用电容完成电阻还有其他的办法，在此不再赘述。
4、结语
本文会集评论了怎样在物理层上完成电阻。实践上，MOS工艺在这方面供给了不少便利。这些电阻器能够与其他的元器材一同运用。运用开关和电容模仿电阻，能够减轻漏极电流受漏—源电压的影响。关于电容电阻器，因为其电阻值与电容巨细成反比，因而有用的RC时间常数就与电容之比成正比，然后能够用电容和开关电容电阻精确的完成电路中要求的时间常数；而运用有源器材的电阻，能够使电阻尺度最小。多晶硅电阻则是最简略的。在规划中要灵活运用这三种不同的办法。
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