Veranstaltung: Entwurf analoger BiCMOS Schaltungen

Nummer:
141301
Lehrform:
Vorlesung und Praxisübungen
Medienform:
Folien, rechnerbasierte Präsentation, Tafelanschrieb
Verantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Oehm
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Oehm (ETIT)
Sprache:
Deutsch
SWS:
3
LP:
4
Angeboten im:
Wintersemester

Termine im Wintersemester

  • Beginn: Mittwoch den 11.10.2017
  • Vorlesung Mittwochs: ab 10:15 bis 11.45 Uhr im ID 03/401
  • Praxisübung Mittwochs: ab 12:15 bis 13.00 Uhr im ID 03/349

Prüfung

Mündlich

Termin nach Absprache mit dem Dozenten.

Dauer: 30min
Prüfungsanmeldung: FlexNow

Ziele

Für den Entwurf integrierter Schaltungen in einer BiCMOS-Technologie sind genauere Kenntnisse über die Gegebenheiten in einer solchen Technologie erforderlich. Schwerpunktmäßig werden für dieses Ziel im Rahmen der Vorlesung die Zusammenhänge zwischen der geometrischen Ausgestaltung und dem daraus resultierenden elektrischen Anschlussverhalten von integrierten Strukturen vermittelt. Die der Vorlesung nachgelagerten interaktiven CAD-Rechnerübungen bieten dem Studenten die Möglichkeit, die zuvor kennengelernten Merkmale integrierter Strukturen unmittelbar nachzuempfinden.

Inhalt

Vermittelt werden insbesondere vertiefte Kenntnisse über:

  • der BiCMOS Halbleiterherstellungsprozess -- Prozessabfolgen und erzeugte Topologien;
  • den mathematischen Aufbau von Verhaltensbeschreibungen in SPICE-Simulatoren für
    • passive Elemente,
    • Dioden und Bipolar-Transistoren,
    • MOS-Transistoren;
  • die zentralen Modellparameter und die Modellierungsstufen für integrierte Strukturen;
  • den Sinn und Zweck von Design-Regeln;
  • konzeptionelle Zusammenhänge zwischen Layout-Topologien und Schaltungsauslegung;
  • die Notwendigkeit und die schaltungstechnische Umsetzung von ESD-Schutzstrukturen;
  • integrationsgerechte Ausgestaltungen für analoge und digitale Grundschaltungsanordnungen;
  • die statistischen Gesetzmäßigkeiten in der monolithischen Integration;
  • die Simulation analoger/digitaler Schaltungen mit CAD-Methoden unter Verwendung von SPICE;
  • die Simulation der Auswirkungen von Herstellungstoleranzen auf die Eigenschaften analoger/digitaler Schaltungen;
  • das Kennverhalten einfacher Grundschaltungsanordnungen unter Berücksichtigung von statistischen Fabrikationstoleranzen;
  • die Auslegung und Optimierung analoger Grundschaltungen nicht zuletzt auch unter Ausbeutegesichtspunkten.

Voraussetzungen

keine

Empfohlene Vorkenntnisse

  • elementare Kenntnisse der Elektrotechnik und der Mathematik;
  • Inhalte der Vorlesungen
    • Elektronik 1 - Bauelemente,
    • Elektronik 2 - Schaltungen.

Materialien

Skript:

Folien:

Übungen:

Literatur

  1. Ca­ther­man, Ryan , Chal­le­ner, David, Saf­ford, David, Van­Doorn, Leen­dert, Yoder, Kent "A Prac­tical Guide to Trusted Com­pu­ting", IBM Press, 2007
  2. Baker, R. Jacob "CMOS -- CIRCUIT DESIGN, LAYOUT, AND SIMULATION", I.E.E.E.Press, 2005
  3. Razavi, Behzad "Design of Analog CMOS Integrated Circuits", Mcgraw Hill Higher Education, 2001
  4. Goser, Karl "Großintegrationstechnik, Teil 1: Vom Transistor zur Grundschaltung", Hüthig, 1990
  5. Goser, Karl "Großintegrationstechnik, Teil 2: Von der Grundschaltung zum VLSI System", Hüthig, 1991
  6. Gamm, Eberhard, Schenk, Christoph, Tietze, Ulrich "Halbleiter-Schaltungstechnik", Springer Verlag, 2016
  7. Saint, Christopher, Saint, Judy "IC Layout Basics -- A PRACTIAL GUIDE", McGraw-Hill Professional, 2004
  8. Saint, Christopher, Saint, Judy "IC Mask Design -- ESSENTIAL LAYOUT TECHNIQUES", McGraw-Hill Professional, 2002
  9. Heimsch, Wolfgang, Klar, Heinrich "Integrierte Digitale Schaltungen MOS/BICMOS", Springer, 1996
  10. Eshragian, Karman, Eshragian, Kamran, Weste, Neil H. E. "Principles of CMOS VLSI Design: A Systems Perspective", Addison Wesley Longman Publishing Co, 1993

Sonstiges

Die in den CAD-Übungen verwendete Software wird den teilnehmenden Studenten für den privaten Gebrauch zur Verfügung gestellt. Es handelt sich hierbei um freie Software, die für Schulungszwecke in geeigneter Form zusammengestellt wurde.