Σχεδίαση Μεικτών VLSI Κυκλωμάτων

Transcript

1 Σχεδίαση Μεικτών S Κυκλωμάτων Αγγελική Αραπογιάννη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

2 Εισαγωγή στην αναλογική σχεδίαση Γιατί Αναλογικά; Επεξεργασία Φυσικών σημάτων. Ψηφιακές επικοινωνίες. Ηλεκτρονικά Οδήγησης Δίσκων Ασύρματοι Δέκτες. Αισθητήρες. Οπτικοί Δέκτες. Μικροεπεξεργαστές και Μνήμες.

3 Φυσική των βασικών διατάξεων MOS To MOSFET σαν διακόπτης Η δομή του MOSFET Συμβολισμοί των MOS 3

4 Χαρακτηριστικές / του MOS Η τάση κατωφλίου: Φ F Φ MS Φ F Q C (kt / qln(n dep sub / n i Q dep 4q s F N sub PMOS 4

5 Ι Παραγωγή των χαρακτηριστικών / Q d υ ( από 3 Q d C ( Q d (x C [ (x ] C [ (x ]υ d(x υ με,ε(x dx C [ (x ]μ n d(x, dx x0 dx S 0 C [ (x ]μ n d(x, C n [( S S ]. 5

6 Παραγωγή των χαρακτηριστικών / ( από 3 / 0 S S Αν (, R on S C n ( μ nc ( τάση υπεροδήγησης μ n C ( S, 6

7 Παραγωγή των χαρακτηριστικών / (3 από 3 S ( nc ( PMOS μ p C [( S S ]. g m = S = μ n C ( g m = μ n C = 7

8 Φαινόμενα δευτέρας τάξεως Το φαινόμενο του σώματος qε 0 ( F SB F s sub γ Ν / C μ nc (in out 0 Διαμόρφωση του Μήκους του Καναλιού ( nc ( S λ=συντελεστής διαμόρφωσης μήκους καναλιού ~/ Υποκατωφλική Αγωγιμότητα 0 exp T g m T 8

9 Μοντέλα των διατάξεων MOS Το ανάπτυγμα της διάταξης MOS Οι χωρητικότητες της διάταξης MOS C C qε sνsub /(ΦF C 3, C 4 (C ov C C m j Cj0 /[ R (ΦF] C jsw 9

10 Το μοντέλο μικρού σήματος του MOS g m = = μ n C = S = μ n C r S / S μ n C ( λ λ g mb μ nc ( (. BS BS γ / (ΦF SB g BS mb g m Φ SB γ F SB ηg m 0

11 Οι παράμετροι του βασικού μοντέλου των διατάξεων MOS Μοντέλο NMOS EE= TO=0.7 GAMMA=0.45 PH=0.9 NSUB=9e+4 =0.08e-6 UO=350 AMBA=0. TOX=9e-9 PB=0.9 CJ=0.56e-3 CJS=0.35e- MJ=0.6 MJS=0. CGO=0.4e- JS=.0e-8 Μοντέλο PMOS EE= TO=-0.8 GAMMA=0.4 PH=0.8 NSUB=5e+4 =0.09e-6 UO=00 AMBA=0. TOX=9e-9 PB=0.9 CJ=0.94e-3 CJS=0.3e- MJ=0.5 MJS=0.3 CGO=0.3e- JS=0.5e-8

12 Τέλος Ενότητας

13 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο και από εθνικούς πόρους. 3

14 Σημειώματα

15 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση.0. 5

16 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών, Αραπογιάννη Αγγελική 05. «Σχεδίαση Μεικτών S Κυκλωμάτων. Βασικά μοντέλα των διατάξεων MOS.». Έκδοση:.0. Αθήνα 05. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 6

17 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 7

18 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 8

19 Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Οι εικόνες και τα διαγράμματα που χρησιμοποιούνται είναι από το βιβλίο: Behzad Razavi esign of Analog CMOS ntegrated Circuits ( ed.. McGraw- Hill, nc., New York, NY, USA