Veranstaltung: Integrationsgerechte BiCMOS Schaltungen

Nummer:
141302
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:
Sommersemester

Termine im Sommersemester

  • Beginn: Donnerstag den 20.04.2017
  • Vorlesung Donnerstags: ab 09:30 bis 11.00 Uhr im ID 04/413
  • Praxisübung Donnerstags: ab 11:15 bis 12.00 Uhr im ID 03/349

Prüfung

Mündlich

Termin nach Absprache mit dem Dozenten.

Dauer: 30min
Prüfungsanmeldung: FlexNow

Ziele

Die aus der 'diskreten' Schaltungstechnik bekannten Schaltungskonzepte sind typisch nicht eins zu eins in 'integrierte' Schaltungsstrukturen umsetzbar. Dementsprechend werden im Rahmen der Vorlesung die gängigsten Ansätze für 'integrationsgerechte' Umsetzungen von analog/digitalen Kernfunktionalitäten in eine BiCMOS-Technologie vorgestellt. Die der Vorlesung nachgelagerten interaktiven CAD-Rechnerübungen bieten dem Studenten unmittelbar die Möglichkeit, die zuvor in der Vorlesung vorgestellten Lösungsansätze auszuprobieren.

Inhalt

Behandelt werden u.a.:

  • Stromspiegelanordnungen mit Kaskode
    • Standard-Topologien,
    • 'Low-Headroom'-Anordnungen,
    • 'Power-Down' Techniken,
    • 'Current DAC';
  • Stromreferenzen
    • mit geringem Versorgungsspannungsdurchgriff,
    • mit verschiedenen Temperaturgängen,
    • mit 'Start-Up' Schaltungstechniken;
  • Bandgap-Spannungsreferenzschaltungen
    • mit und ohne Operationsverstärker,
    • mit 'Start-Up' Schaltungstechniken,
    • 'Low-Headroom' Varianten für Vdd < 1.2 Volt;
  • 'OTA' und 'OV' (Transkonduktanz- und Operationsverstärker)
    • verschiedene Schaltungstopologien,
    • Techniken zur Gestaltung des Frequenzgangs,
  • Square-Law Schaltungen
    • lineares Verstärken mit GHz-Bandbreite;
  • zeitdiskrete Schaltungstechniken
    • Chopper-Stromspiegel,
    • Chopper-Bandgap-Spannungsreferenz,
    • Ping-Pong Operationsverstärker,
    • SC-Filterschaltungen,
    • Delta-Sigma Konzepte.

Voraussetzungen

keine

Empfohlene Vorkenntnisse

  • elementare Kenntnisse der Elektrotechnik und der Mathematik;
  • Inhalte der Vorlesungen
    • Entwurf analoger BiCMOS Schaltungen (EaBS),
    • Elektronik 1 - Bauelemente,
    • Elektronik 2 - Schaltungen.

Materialien

Skript:

Übungen:

Literatur

  1. Bender, S., Budde, W., Bunk, G. "BiCMOS-Schaltungen für Hochfrequenz-und Basisband-Signalverarbeitung", Springer, 1996
  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. Razavi, Behzad "Design of Integrated Circuits for Optical Communications", McGraw-Hill Professional, 2003
  5. Crocoll, Erich, Jutzi, Wilhelm "Digitalschaltungen. Eine Einführung", Springer, 1995
  6. Goser, Karl "Großintegrationstechnik, Teil 1: Vom Transistor zur Grundschaltung", Hüthig, 1990
  7. Goser, Karl "Großintegrationstechnik, Teil 2: Von der Grundschaltung zum VLSI System", Hüthig, 1991
  8. Gamm, Eberhard, Schenk, Christoph, Tietze, Ulrich "Halbleiter-Schaltungstechnik", Springer Verlag, 2016
  9. Saint, Christopher, Saint, Judy "IC Layout Basics -- A PRACTIAL GUIDE", McGraw-Hill Professional, 2004
  10. Saint, Christopher, Saint, Judy "IC Mask Design -- ESSENTIAL LAYOUT TECHNIQUES", McGraw-Hill Professional, 2002
  11. Heimsch, Wolfgang, Klar, Heinrich "Integrierte Digitale Schaltungen MOS/BICMOS", Springer, 1996
  12. Eshragian, Karman, Eshragian, Kamran, Weste, Neil H. E. "Principles of CMOS VLSI Design: A Systems Perspective", Addison Wesley Longman Publishing Co, 1993
  13. Geiger, Randall, Strader, Noel "VLSI Design Techniques for Analog and Digital Circuits", McGraw-Hill Professional, 1989
  14. Hoffmann, Kurt "VLSI-Entwurf. Modelle und Schaltungen", Oldenbourg, 1990

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.