Integrisana kola sa mešovitim signalima Integrisana kola sa mešovitim signalima Prof. Dr Predrag Petković, Dejan Mirković Katedra za elektroniku Elektronski fakultet Niš 09.03.2011 1 LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/ Integrisana kola sa mešovitim signalima Integrisana kola sa mešovitim signalima Sadržaj: I U d i j i I. Uvod - osnovni pojmovi II. Lejaut analognih modula III P j kt j dl š iti III. Projektovanje modula sa mešovitim signalima IV Pl i j d dl IV. Planiranje rasporeda modula V. VHDL - AMS 09.03.2011 2 LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/ Integrisana kola sa mešovitim signalima Integrisana kola sa mešovitim signalima Sadržaj: II L j t l ih dl II Lejaut analognih modula 2.1. Specifičnosti projektovanja analognih modula 2 2 Uparivanje vrednosti parametara komponenata 2.2. Uparivanje vrednosti parametara komponenata 2.2.1. Uzroci neuparenosti 2.2.2. Tehnike uparivanja 2.2.3. Uparivanje MOS tranzistora 2.2.4. Uparivanje kondenzatora 2.2.5. Uparivanje otpornika 2.3. Primer projektovanja lejauta integrisanog pojačavača 09.03.2011 3 LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/ Lejaut analognih modula 224 U i j k d t Lejaut analognih modula 2.2.4. Uparivanje kondenzatora Glavni uzroci neuparenosti kondenzatora jesu neravnomerno bočno nagrizanje i varijacija debljine oksida. Usled bočnog nagrizanja stvarne dimenzije kondenzatora manje su od željenih. Lažni elementi. Podela na identične segmente Podela na identične segmente. Segmenti kvadratnog oblika tako da se zbog odnosa ši i id ži i j j di ič ik d t i širine i dužine, nazivaju jedinični kondenzatori. 4 09.03.2011
15
Embed
Sadržaj ć I. UdUvod - osnovnij ii pojmovi Dejan Mirkovi ć ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Integrisana kola sa mešovitim signalimaIntegrisana kola sa mešovitim signalima
Prof. Dr Predrag Petković,o . ed ag e ov ć,Dejan Mirković
Katedra za elektronikuElektronski fakultet Niš
09.03.2011 1
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
Integrisana kola sa mešovitim signalimaIntegrisana kola sa mešovitim signalima
Sadržaj:I U d i j iI. Uvod - osnovni pojmoviII. Lejaut analognih modulaIII P j kt j d l š itiIII. Projektovanje modula sa mešovitim
signalimaIV Pl i j d d lIV. Planiranje rasporeda modulaV. VHDL - AMS
09.03.2011 2
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
Integrisana kola sa mešovitim signalimaIntegrisana kola sa mešovitim signalima
Sadržaj:II L j t l ih d lII Lejaut analognih modula
2.1. Specifičnosti projektovanja analognih modula2 2 Uparivanje vrednosti parametara komponenata2.2. Uparivanje vrednosti parametara komponenata
2.3. Primer projektovanja lejauta integrisanog pojačavača
09.03.2011 3
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
Lejaut analognih modula
2 2 4 U i j k d t
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Glavni uzroci neuparenosti kondenzatora jesu
neravnomerno bočno nagrizanje i varijacija debljine oksida.
Usled bočnog nagrizanja stvarne dimenzije kondenzatora manje su od željenih.j j
Lažni elementi.Podela na identične segmentePodela na identične segmente.Segmenti kvadratnog oblika tako da se zbog odnosa
ši i i d ži i j j di ič i k d t iLEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
širine i dužine, nazivaju jedinični kondenzatori. 4409.03.2011
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na identične segmente:
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
5509.03.2011
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na identične segmente:C1 i C2
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
6609.03.2011
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na identične segmente:C3
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
7709.03.2011
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na identične segmente:
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
809.03.2011 8
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na identične segmente:
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
909.03.2011 9
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na NEidentične segmente.Odnos obim/površina.
Stvarna vrednost:
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1009.03.2011 10
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na NEidentične segmente.Stvarna vrednost:
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1109.03.2011 11
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Podela na NEidentične segmente.
Relativna greška proporcionalna odnosu obima i površine nacrtane maske kondenzatora.površine nacrtane maske kondenzatora.
Greška manja ako su dimenzije veće
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1209.03.2011 12
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Cs2/Cs1=?
( )( )
222
11 rs
CC
CC
δδ
++
=
δ = δ za isti odnos Obim/Površina
( )111 1 rs CC δ+
δr1= δr2 za isti odnos Obim/Površina
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1309.03.2011 13
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Cs2/Cs1=K - nije ceo broj
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1409.03.2011 14
Lejaut analognih modula
2 2 4 Uparivanje kondenzatora
Lejaut analognih modula
2.2.4. Uparivanje kondenzatora Cs2/Cs1=K - nije ceo broj
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1509.03.2011 15
Lejaut analognih modula
2 2 5 Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornikaOtpornici se realizuju u metalu, polisilicijumu,
dif iji i j ki i l ti l jdifuziji i jonski implantiranom sloju.Nezavisno od materijala za njihov proračun koriste
se izrazi:R=ρ / tR ρ / t
ρ- specifična otpornostt d blji l jt- debljina sloja
R=R·L/WLEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1609.03.2011 16
Lejaut analognih modula
2 2 5 Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornika
U retkim slučajevima kada se zahtevaju veoma male otpornosti od 50mΩ do 5Ω, koriste se metalni otpornici u metalu 1 ili metalu 2
Zašto M1 i M2?(debljina mala, pa je slojna otpornost veća nego
kod viših nivoa metala).kod viših nivoa metala).
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1709.03.2011 17
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornikaZa veće vrednosti otpornosti preporučuje se
niskootporni i visokootporni polislicijumski slojniskootporni i visokootporni polislicijumski sloj. Niskootporni poli (gejtovi) karakteriše slojna
t t d k 20 Ω/otpornost od oko 20 Ω/.Moderni CMOS procesi sa salicidom otprnost može
da se smanji do 1-5 Ω/Visokootporni poli sa otpornošću reda kΩ/.p p pZa velike vrednosti otpornosti može se koristiti i n-
well sloj.LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
well sloj.
1809.03.2011 18
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
p j pUmereno upareni otpornici (±0,1%) ne bi trebali
biti manji od 5 kvadrata.biti manji od 5 kvadrata.Precizno uparivanje zahteva najmanje 10 kvadrata.P k d bi t i ihPreporuka da zbir segmenata precizno uparenih
polisilicijumskih otpornika ne bude kraći od 5050μm.
Empirijski je utvrđeno da se otpornici od polija p-tipa bolje uparuju od otpornika n-tipa.
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
1909.03.2011 19
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
p j pDifundovane i jonski implantirane otpornike
karakteriše nelinearna otpornost (varira sakarakteriše nelinearna otpornost (varira sa promenom napona na otporniku) jer širina osiromašene oblasti varira kod jako dopiranihosiromašene oblasti varira kod jako dopiranih oblasti.
Kod polisilicujmskih otpornika je varijacija širineKod polisilicujmskih otpornika je varijacija širine mnogo manja, što je glavni razlog da se polisilicijumskim otpornicima daje prednostpolisilicijumskim otpornicima daje prednost.
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
2009.03.2011 20
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
p j pDugi otpornici mogu da se realizuju kao zmijolika
struktura.struktura.
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
2109.03.2011 21
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
p j pUpareni otpornici realizuju se uplitanjem.
Lažniotpornik
Lažniotpornik
RA RA RA RARBRB RB RB
LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.rs/
2209.03.2011 22
A A A ABB B B
Lejaut analognih modula
2.2.5. Uparivanje otpornika
Lejaut analognih modula
p j pPoluprovodnički otpornici osetljivi na promenu