WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 24 |
В.В. Ракитин Интегральные схемы на KМОП-транзисторах Учебное пособие Москва 2007 1 Все права защищены. Никакая часть этого пособия не может быть воспроизведена в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотографирование, магнитную запись или иные средства копирования или сохранения информации, без письменного разрешения автора.

© В.В. Ракитин, 2007 2 Аннотация В пособии рассмотрены интегральные схемы на КМОП транзисторах. Пособие состоит из трех частей: первая посвящена аналоговым, вторая – цифровым КМОП ИС, третья – аналогово-цифровым КМОП ИС.

Описаны физико-технологические и конструктивно-топологические особенности КМОП-приборов и элементов на их основе. Приведены типовые схемотехнические решения, проведен расчет основных характеристик различных элементов, изложена методология проектирования КМОП ИС.

Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, изучающих микроэлектронику, и может быть полезно широкому кругу специалистов, занимающихся разработкой ИС.

3 Содержание Предисловие.......................................................................................8 Часть 1. Аналоговые КМОП ИС.............................................................9 Глава 1. Введение в аналоговые КМОП ИС....................................9 1.1. Элементарная модель МОП транзистора................................10 1.2. Простейшие КМОП-усилители................................................11 Глава 2. Основы теории КМОП.......................................................14 2.1. Конструкция КМОП..................................................................14 2.2. Принцип работы и характеристики МОП...............................15 2.2.1. Пороговое напряжение МОП...........................................15 2.2.2. Вольт-амперная характеристика...................................17 2.2.3. Малосигнальные параметры:...........................................2.2.4. Максимальное усиление МОП...........................................2.2.5. Динамические параметры МОП......................................2.2.6. Эквивалентная схема........................................................2.2.7. Максимальное быстродействие......................................2.2.8. Температурная зависимость...........................................2.2.9. Шумы МОП-транзисторов..............................................2.3. Биполярные элементы...............................................................2.3.1. Диоды..................................................................................2.3.2. Биполярные транзисторы................................................2.3.3. Тиристоры..........................................................................2.4. Пассивные элементы.................................................................2.4.1. Резисторы..........................................................................2.4.2. Конденсаторы...................................................................Глава 3. Маршрут и топология КМОП...........................................3.1. Технологический маршрут КМОП..........................................3.2 Проектирование топологии КМОП..........................................3.3. Основные топологии КМОП приборов...................................3.3.1. МОП-транзисторы...........................................................3.3.2. Резисторы..........................................................................3.3.3. Конденсаторы...................................................................3.4. Согласование параметров приборов........................................Глава 4. Однокаскадные КМОП усилители..................................4.1. Комплементарный КМОП инвертор........................................4.1.1. Передаточная характеристика.......................................4.1.2. Коэффициент усиления.....................................................4.1.3. Коэффициент нелинейности............................................4.1.4. Рабочий диапазон..............................................................4.1.5. Выходная ВАХ....................................................................4.1.6. Потребляемый ток...........................................................4.1.7. Частотная характеристика........................................... 4.1.8. Входной и выходной импедансы....................................... 4.2. Простые КМОП усилители...................................................... 4.2.1. Токовое зеркало................................................................. 4.2.2. Усилитель с общим истоком........................................... 4.2.3. Усилитель с общим стоком............................................. 4.2.4. Усилитель с общим затвором.......................................... 4.3. Каскодный усилитель............................................................... Глава 5. Дифференциальный усилитель........................................ Глава 6. Частотные характеристики усилителей......................... 6.1. Методы расчета частотных характеристик............................. 6.2. Частотные характеристики простейших усилителей............. 6.2.1. ЧХ усилителя с общим истоком...................................... 6.2.2. ЧХ дифференциального усилителя.................................. Глава 7. Шумы в КМОП схемах...................................................... 7.1. Линейные преобразования шумов МОП-транзисторов......... 7.2 Шумы в простейших усилителях.............................................



7.2.1. Шумы усилителя с общим истоком................................ 7.2.2.Шумы дифференциального усилителя............................. Глава 8. Выходные усилители.......................................................... 8.1. Особенности выходных усилителей........................................ 8.2. Выходной истоковый повторитель.......................................... 8.3. Парафазные усилители............................................................. 8.3.1. Парафазные истоковые повторители............................ 8.3.2. Парафазные усилители с общим истоком..................... 8.3.3. Парафазный усилитель с обратной связью.................... Глава 9. Источники тока и напряжения........................................ 9.1. Токовое зеркало....................................................................... 9.2 Токовое зеркало с расширенным диапазоном.................... 9.3. Стабилизированные источники тока и напряжения....... 9.4. Источник опорного напряжения.......................................... Глава 10. Операционные усилители (ОУ)...................................... 10.1. Структура и параметры операционных усилителей............ 10.2. Двухкаскадный ОУ................................................................. 10.2.1. Коэффициент усиления.................................................. 10.2.2. Быстродействие ОУ..................................................... 10.3. Методы компенсации ОУ..................................................... 10.3.1. Компенсация Миллера................................................... 10.3.2. Компенсация Миллера с обнуляющим резистором.... 10.4. Методика проектирования двухкаскадного усилителя (ОТУ)......................................................................................................... 10.4.1. Исходные требования................................................... 10.4.2. Последовательность этапов проектирования:......... 10.5. Однокаскадные ОТУ..........................................................10.6. Полностью дифференциальные ОТУ..............................Часть 2. Цифровые КМОП ИС............................................................Глава 1. Введение в проектирование цифровых КМОП ИС....1.1. Переключательная модель МОП-транзистора......................1.2. КМОП-ключи...........................................................................1.3. КМОП-инверторы...................................................................1.4. Логические КМОП-элементы.................................................1.5. Синтез КМОП-элементов.......................................................Глава 2. Инвертор.............................................................................2.1. Короткоканальный транзистор...............................................2.2. Передаточная характеристика инвертора..............................2.3. Быстродействие инвертора.....................................................2.4. Цепь инверторов......................................................................2.5. Потребляемая мощность.........................................................3. КМОП-вентили.............................................................................3.1. Согласованные КМОП-вентили.............................................3.2. Параметры быстродействия вентилей...................................3.3. Эквивалентный инвертор........................................................3.4 Варианты вентилей...................................................................Глава 4. Комбинационные логические схемы.............................4.1. Типовые комбинационные КМОП-схемы.............................4.2. Сумматор..................................................................................4.3. Модификации комбинационных логических схем...............Глава 5. Проходные логические схемы.........................................5.1. Однополярные проходные логические схемы......................5.2. Комплементарные проходные логические схемы................Глава 6. Динамические логические схемы...................................6.1. Динамические логические элементы.....................................6.2. Логические элементы типа домино.......................................6.3. Динамические регистры сдвига.............................................Глава 7. Последовательностные логические...............................схемы...................................................................................................7.1. Конечные автоматы и уравнения триггеров.........................7.2. Тактовая система.....................................................................7.3. Триггера на комбинационных вентилях................................7.4. Однотактные синхронные триггеры......................................7.5.Двухтактные триггеры.............................................................Глава 8. Полупроводниковая память............................................8.1. Архитектура ЗУ.......................................................................8.2. Основные типы элементов памяти........................................8.3.Параметры элементов памяти................................................. Глава 9. Специальные схемы......................................................... 9.1. Схемы ввода вывода............................................................... 9.2. Триггер Шмидта...................................................................... 9.3. Компаратор..............................................................................





9.4. Управляемые генераторы....................................................... 9.5. Умножитель напряжения....................................................... Глава 10. Межсоединения............................................................... 10.1 Электофизические параметры межсоединений.................. 10.2. Распространение сигналов................................................... 10.3. Перекрестные помехи........................................................... 10.4. Повторители.......................................................................... Глава 11. Методология проектирования...................................... 11.1. Символьная топология......................................................... 11.2. Стандартные ячейки............................................................. 11.3. Вентильные матрицы............................................................ 11.4. Программируемые матрицы................................................ 11.5. Программируемые пользователем матрицы....................... Часть 3. Смешанные КМОП ИС........................................................ Глава 1. Введение в аналого-цифровые системы....................... 1.1. Дискретизация....................................................................... 1.2 Квантование............................................................................ 1.3 Основные характеристики преобразователей.................. 1.4 Требования к аналого-цифровым системам..................... Глава 2. Активные фильтры.......................................................... 2.1 Фильтр первого порядка...................................................... 2.2. Фильтры второго порядка.................................................. 2.3. Варианты НЧ фильтров...................................................... Глава 3. Gm-С фильтры................................................................... 3.1. Транскондуктивные усилители......................................... 3.2. Gm-С фильтры на транскондуктивных усилителях....... Глава 4. Устройства выборки и хранения................................... Глава 5. Фильтры на переключаемых......................................... конденсаторах.................................................................................... 5.1. Основные элементы на ПК................................................. 5.2. ПК-интеграторы.................................................................... 5.3. Фильтры на ПК..................................................................... Глава 6. Компараторы..................................................................... 6.1. Передаточные характеристики компараторов............... 6.2. Структура и параметры компараторов............................ 6.3. Варианты компараторов..................................................... Глава 7. Цифро-аналоговые преобразователи............................ 7.1. Параллельные ЦАП............................................................. 7.2. Последовательные ЦАП.......................................................7.3. Фильтрация выходного сигнала ЦАП..............................Глава 8. Аналогово-цифровые преобразователи........................8.1 Параллельные АЦП...............................................................8.2. АЦП с поразрядным взвешиванием..................................8.3.Последовательные АЦП........................................................8.4. Сравнение АЦП.....................................................................Глава 9. Конвейерные АЦП............................................................Глава 10. Дельта-сигма преобразователи.....................................10.1 Принцип работы -модулятора......................................10.2. Варианты -модуляторов................................................10.3. Цифровые фильтры............................................................Заключение.........................................................................................Приложение 1.....................................................................................Перечень используемых обозначений..........................................Приложение 2.....................................................................................А Физические константы...............................................................Б. Физические свойства кремния..................................................Литература......................................................................................... Предисловие В настоящее время КМОП-технология занимает в микроэлектронике исключительное место, влияя на направление и темпы ее общего развития. Ее возможности многократно расширились при нынешнем разделении труда, когда появилась возможность разработать целую систему в виде интегральной схемы и затем заказать ее изготовление на специализированной полупроводниковой фабрике. Сама разработка КМОП ИС требует знаний в области физики и технологии кремниевых приборов, хорошего владения схемотехническими методами, включая анализ и расчет интегральных элементов и микроэлектронных устройств.

В основу пособия положены лекции, читаемые автором на протяжении многих лет студентам 4-го и 5-го курсов МФТИ в рамках курсов ”Аналоговые интегральные схемы” и ”Цифровые интегральные схемы”.

Этим курсам в свою очередь предшествуют курсы: ”Радиотехника и схемотехника”, ”Физические основы микроэлектроники”, “Основы микроэлектронной технологии”, знание основ которых желательно.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 24 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.