Содержание
автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Методические и технические средства прогнозирования радиационной стойкости КМОП АЦП и ЦАП
Библиография Демидов, Александр Алексеевич, диссертация по теме Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
1. Никифоров А.Ю., Телец В.А., Чумаков А.И. Радиационные эффекты в КМОП ИС. М.: Радио и связь, 1994. — 164 с.
2. Ionizing Radiation Effects in MOS devices and Circuits, ed. by T.P.Ma and P.V.Dressendorfer, J.Willey & Songs, New York, 1989. 587 p.
3. Вавилов B.C., Ухин H.A. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М.: Атомиздат, 1969. — 312 с.
4. Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К. Радиационные эффекты в интегральных схемах. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 256 с.
5. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов А.В. Поверхностные радиационные эффекты в ИМС. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 256 с.
6. Никифоров А.Ю., Подлепецкий Б.И., Телец В.А. Принципы формирования системы нормативных документов на микроэлектронные компоненты датчиков. //Измерительная техника. 1997, № 3, с. 12 15.
7. A.Yu.Nikiforov, V.A.Telets, D.V.Gromov. Microelectronic approach to smart sensor quality, reliability and radiation hardness regulation and assurance. //Proceedings on electronics for LHC experiments. 1997. Great Britain, pp.489-492.
8. Телец B.A. «Развитие микроэлектронных преобразователей информации для датчиковых и информационно измерительных систем военного назначения и методы их контроля», диссертация на соиск. уч. ст. д.т.н. Мытищи. 22 ЦНИИМО. 1999г.
9. Скоробоатов П.К. «Расчетно-экспериментальное моделирование воздействия импульсных гамма и рентгеновских излучений на кремниевые ППП и ИС», диссертация на соиск. уч. ст. д.т.н. Москва. МИФИ. 1999.
10. A.I.Chumakov et.al. 1С specified radiation effect experimental simulation and estimation method. Radiation measurement.
V.30 1999. 547-562.
11. Степанов Ю.И., Критенко М.И., Малюдин С.А. и др. Концепция развития изделий микроэлектроники военного и специального назначения на период до 2005 года //22 ЦНИИИ МО, 1999 г., 43 с.
12. Критенко М.И., Малюдин С.А., Телец В.А. Развитие элементной базы средств связи и вычислительной техники и современное состояние электронной промышленности, Сборник научных трудов Научной сессии МИФИ-2000, т.1, Москва, МИФИ, 2000, с.75-76.
13. Критенко М.И., Малюдин С.А., Телец В.А. Состояние и концептуальные задачи развития военной и специальной микроэлектроники, Сборник научных трудов Научной сессии МИФИ-99, т.б, Москва, МИФИ, 1999, с. 128-129.
14. Степанов Ю.И., Критенко М.И., Телец В.А., и др. Концептуальные направления развития изделий микроэлектроники специального и военного назначения. //В сб. «Радиационная стойкость электронных систем Стойкость-98», СПЭЛС-НИИП, Москва, 1998 г., с.3-4.
15. Малюдин С.А. Особенности контроля заказчиком радиационной стойкости КМОП ИС и БИС специального назначения, в сб.
«Радиационная стойкость электронных систем Стойкость-98», СПЭЛС-НИИП, Москва, 1998 г., с.9-10.
16. T.L.Turflinger, M.V.Davey, J.P.Bings. «Radiation Effects in Analog CMOS Analog-to-Digital Converters», IEEE Rad. Effects Data Workshop, 1996, pp.6-12.
17. C.I.Lee, B.G.Rax, A.H.Johnston. «Hardness Assurance and Testing Techniques for High Resolution (12- to 16-bit) Analog-to-Digital Converters». IEEE Trans, on Nucl.Sc., vol.42 (1995), N6, pp. 1681-1688.
18. C.I.Lee, B.G.Rax, A.H.Johnston «Total Ionizing Dose Effects on High-Resolution (12-/14-bit) Analog-to-Digital Converters». IEEE Trans, on Nucl.Sc., vol.41 (1994), N6, pp.2459-2466.21. http://radnet.jpl.nasa.gov.
19. T.L.Turflinger, M.V.Davey. «Transient Radiation Test Techniques for High-Speed Analog-to-Digital Converters». IEEE Trans, on Nucl.Sc., vol.36 (1989), N6, pp.2356-2361.
20. T.L.Turflinger. «Single Event Effects in Analog and Mixed-Signal Integrated Circuits». IEEE Trans, on Nucl.Sc., vol.43 (1996), N2, pp.
594-602.
21. T.L.Turflinger, M.V.Davey. «Understanding Single Event Phenomena in Complex Analog and Digital Integrated Circuits». IEEE Trans, on Nucl.Sc., vol.37 (1990), N6, pp.1832-1838.
22. T.L.Turflinger, M.V.Davey, B.M.Mappes. «Single Event Effects in Analog-to-Digital Converters: Device Performance and System Impact». IEEE Trans, on Nucl.Sc., vol.41 (1994), N6, pp.2187-2194.
23. K.P.McCarty, J.R.Coss,D.K.Nichols, G.M.Swift, K.A.LaBel. «Single Event Effects Testing of the Crystall CS5327 16-bit ADC». IEEE Rad. Effects Data Workshop, 1994, pp.86-96.
24. K.A.LaBel, A.K.Moran, D.K.Hawkins et.al. «Single Event Effect Proton and Heavy Ion Test Results for Candidate Spacecraft Electronics». IEEE Rad. Effects Data Workshop, 1994, pp.64-71.
25. D.J.Wilson, D.A.Dom. «Characterization of Single Event Effects for AD677, 16bit AID converter». IEEE Rad. Effects Data Workshop, 1994, pp.78-85.
26. S.Bee, G.R.Hopkinson, R.Harboe-Sorensen, L.Adams and A.Smith. Heavy-ion study of single event effects in 12- and 16-bi ADCs.
IEEE Rad. Effects Data Workshop, 1997, pp.58-67.
27. R.Koga, S.D.Pinkerton, S.C.Moss et al. «Observation of Single Event Upset in Analog Microcircuits». IEEE Trans, on Nucl.Sc., vol.40 (1993), N6, pp. 1838-1844.
28. Телец В.А. Классификация микроэлектронных АЦП // Измерительная техника,- 1982,-N 12,- С.43-45.
29. Analog Devices, practical analog design techniques. 1995 r.
30. Федорков Б.В., Телец В.А., Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование параметры, применение. М.: Энергоатомиздат, 1989. 317 с
31. Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 М. Додэка, 1996. 384 с.
32. J.Khoury, H.Tao. «Data converters for communications systems». IEEE Communications magazine. Vol. 36, № 10,Oct. 1998. pp. 113-117.
33. Смирнов Ю.Н. Анализ современного состояния развития микросхем АЦП и ЦАП за рубежом и в России. Отчет по НИР. 1996 г.
34. Федорков Б.Г., Телец В.А., Дегтяренко В.П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
-М.: Радио и связь, 1984,-121с.
35. Гнатек Ю.Р. Справочник по цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразователям: Пер. с англ. / Под ред. Ю.А.Рюжина,- М.: Радио и связь, 1982.- 551 с.
36. Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И., Телец В.А. Изделия электронной техники. Цифровые микросхемы. Микросхемы памяти. Микросхемы ЦАП и АЦП,- М.: Радио и связь, 1994. 247 с.42. ГОСТ РВ 20.57.415
37. РД В 319.03.31-99. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Рациональный состав и последовательность испытаний на соответствие заданным требованиям по радиационной стойкости. Руководящий документ МО РФ, 1999 г.
38. Микросхемы интегральные. Термины, определения и буквенные обозначения электрических параметров. ГОСТ 19480-89.
39. Микросхемы интегральные. Цифро-аналоговые и Аналого-цифровые преобразователи. Общие требования при измерении параметров. ОСТ 11 0078.084.
40. Микросхемы интегральные. Цифро-аналоговые преобразователи. Методы измерения параметров характеристики преобразования.
ОСТ 11 0078.1-84
41. Микросхемы интегральные. Аналого-цифровые преобразователи. Методы измерения параметров характеристики преобразования. ОСТ 11 0078.3-84.
42. Чумаков А.И. Методы и средства моделирования доминирующих радиационных эффектов в интегральных схемах при воздействии высокоэнергетичных ядерных частиц. Диссертация на соиск. уч. ст. д.т.н., М. МИФИ, 1998 г.
43. Гамкрелидзе С.А., Громов Д.В., Критенко М.И. и др. Применение лазерных имитаторов для проведения физико-технического анализа изделий и структур микроэлектроники и наноэлектроники //Электронная промышленность. 1996. № 2. с.20-23.
44. Согоян А.В., Никифоров А.Ю., Чумаков А.И. Подход к прогнозированию радиационной деградации параметров КМОП ИС с учетом сроков и условий эксплуатации, Микроэлектроника, 1999, том.28, №4, с.263-275.
45. ISE TCAD Software Release 4. ISA Integrated System Engineering Inc., Mountain View, CA, USA.
46. PSpice 4.03 Users Guide, Irvin, MicroSim Corp, 1990.
47.
Сверхбольшие интегральные микросхемы оперативных запоминающих устройств/Под ред. В.Д.Вернера,- М., 1991.
48. Герасимов Ю.М., Григорьев Н.Г., Кармазинский А.Н. и др. «Исследование и проектирование статических ЗУ на дополняющих МДП транзисторах», //Отчет по теме 78-3-174 (2-я часть).-М.:МИФИ, 1980.-191с.
49. M.R. Shaneyfelt, W.L.Warren, D.L.Hetherington, and R.A.Reber. Radiation-induced defects in chemical- mechanical polished MOS oxides. IEEE Trans, on Nucl.sc. 1995, Vol.42, p. 1725.
50. Flament, C. Chaberie, V.Ferlet-Cavrois and J.L.Leray. A methodology to study parasitic transistors in CMOS technologies. 1997 fourth european conference on radiation and its effects on components and system proceedings, pp.61-65.
51. Зи С. «Физика полупроводниковых приборов», М.:Мир, 1984.
52. Согоян А.В. Аналитическая модель радиационной чувствительности МДПТ с узким каналом // Вопросы атомной науки и техники, сер. «Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру», 1995, вып.
1-2, стр.63-70.
53. Ф.М.Морс, Г.Фешбах. Методы теоретической физики, т.2. М., 1960.
54. К.В. Рождественский. Метод сращиваемых асимптотических разложений в гидродинамике крыла. Л.: Судостроение, 1979.
55. Согоян А.В., «Прогнозирование стойкости КМОП ИС к совместному воздействию стационарного ионизирующего излучения и температуры», диссертация на соиск. уч. ст. к.т.н., М., МИФИ, 1997.
56. M.R.Shaneyfelt, P.E.Dodd, B.L.Drapper, and R.S.Flores. Challenges in hardening technologies using shallow-trench isolation. IEEE Trans, on Nucl.sc. 1998, Vol.45, № 6, pp.2584-2592.
57. Согоян А.В., Артамонов А.С., Демидов А.А., и др. Оценка влияния радиационно-индуцированных утечек на деградацию параметров КМОП ИС. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1998. с.51-52.
58. Калашников О.А. «Методы исследования и проектирования цифровой электронной аппаратуры, функционирующей в условиях воздействия низкоинтенсивного ионизирующего излучения», диссертация на соиск.
уч. ст. к.т.н., Москва, МИФИ, 1994.
59. Исследование радиационной стойкости КМОП/КНС БИС третьего поколения Москва. 1996. НТО по НИР «Магистр СВВ».
60. Никифоров А.Ю., Критенко М.И., Телец В.А. и др. Система радиационных испытаний БИС в процессе разработки, производства и поставки. //В сб. «Радиационная стойкость электронных систем- Стойкость-98», СПЭЛС-НИИП, Москва, 1998 г., с.5-6.
61. РД В 319.03.22-97. Микросхемы интегральные и полупроводниковые приборы. Методы контроля радиационной стойкости на этапах разработки, производства и поставки. Общие методики имитационных испытаний. Руководящий документ МО РФ, 1997 г.
62. D.H.Habing, «Use of Laser to Simulate Radiation induced Transients in Semiconductors and Circuits», IEEE Trans. Nucl. Sci., Vol. NS-12, No.6, p.91-100, December 1965.
63. A.Y.Nikiforov, P.K.Skorobogatov, «Dose Rate Laser Simulation Tests Adequacy: Shadowing and High Intensity Effects Analysis», IEEE Trans. Nuc. Sci., Vol. NS-43, No.6, p.3115-3121, December 1996.
64. M.Jonsson, S.Mattsson, «Transient Radiation Response of VLSI Circuits: Shadowing Effects and Pulse Widths Dependence in Laser». IEEE Trans. Nucl. Sci., Vol. NS-38, No.6, p. 1429-1433, December 1991.
65. Сыцько Ю.И., Скоробогатов П.К., Чумаков А.И. и др. Система численного физико-топологического двумерного моделирования полупроводниковых структур «DIODE-2D». //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1999, с.21-22.
66. Кудряшов Н.А., Кучеренко А.С., Сыцько Ю.И. Математическое моделирование фотоэлектрических процессов в полупроводниковых элементах при высоких уровнях фотовозбуждения. //Математическое моделирование. -1989. Т. 1, № 12. С. 1-12.
67. Скоробогатов П.К. Методология расчетно-экспериментального моделирования объемных ионизационных эффектов в ИС с позиции многоуровневого иерархического подхода. //Сборник научных трудов. В 11 частях. 4.5. М.: МИФИ, 1998, с.208-210.
68. Скоробогатов П.К., Никифоров А.Ю., Демидов А.А. Влияние площади металлизации на порог радиационного защелкивания КМОП ИС при лазерном имитационном моделировании.
//В сб. Научная сессия МИФИ. М., 1999, ч. 6, с.132-133.
69. P.K.Skorobogatov, A.Y.Nikiforov, A.A.Demidov. «A Way to Improve Dose Rate Laser Simulation Adequacy», IEEE Trans. Nuc. Sci., Vol. NS-45, No.6, December 1998, pp.2659-2664.
70. A.A.Demidov, A.Y.Nikiforov, P.K.Skorobogatov. «Use of diffused laser irradiation to improve dose rate simulation adequacy» //Proceedings of the 5lh Workshop on Electronics for LHC Experiments, USA, 1999, p.547-550.
71. Согоян A.B, Никифоров А.Ю., Демидов А.А. и др. Исследование влияния защитного лака на дозовую деградацию КМОП ИС. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1999, с.73-74.
72. Калашников О.А., Никифоров А.Ю., Кошарновский А.Н. Особенности радиационных испытаний БИС СОЗУ зарубежного производства. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1999, с.55-56
73. Программа «LDR». Техническое описание и руководство пользователя. М.: ЭНПО СПЭЛС, 1991 г.
74. Шлыков Г.
П. Измерение параметров интегральных ЦАП и АЦП. М.: Радио и связь, 1985,- 128 с.
75. S.Runyon. Testing big chips. IEEE Spectinm. April 1999. pp.49-55.
76. T.B.Williams. «The calibration of a DAC using differential linearity measurements». //IEEE Trans, on Instr. and Meas. V.31, No. 4, Dec. 1982.
77. Демидов А.А., Калашников О.А. Методические особенности измерения точностных параметров БИС АЦП/ЦАП //В сб. Научная сессия МИФИ-2000. -М.: МИФИ, 2000. т.1. с. 101-102.
78. M.Nil, A.Muto. Dynamic testing of analog-to-digital converters. Electronics, 1982, pp. 127-132.
79. Скоробогатов П.К., Никифоров А.Ю., Демидов А.А. Влияние температуры на адекватность лазерного имитационного моделирования объемных ионизационных эффектов в ИС. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1999, с.99-100.
80. Демидов А. А. Состав и структура системы контроля радиационных параметров аналого-цифровых устройств. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем.
М.: СПЭЛС-НИИП. 1998. с. 113-114.
81. Артамонов А.С., Герасимов В.Ф., Калашников О.А. и др., Система комплексного имитационного моделирования полупроводниковых приборов и интегральных схем-СКИМ. //Электронная промышленность, 1996, № 2, с. 16-19.
82. XILINX programmable logic data book. 1999.94. ALTERA. Data book. 1999.
83. Демидов А.А. Унифицированный контроллер одиночных сбоев быстродействующих АЦП. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП. 1998. с. 139-140.
84. Демидов А. А. Реализация средств контроля работоспособности функционально сложных БИС в базисе ПЛИС. //В сб. Научная сессия МИФИ. М., 1999, ч. 6, с.150-151.
85. Артамонов А.С., Демидов А.А., Калашников О.А., и др. Методика и результаты радиационных испытаний АЦП интегрирующего типа. //В сб.:
86. Вопросы атомной науки и техники, сер. Физика радиационного воздействия на РЭА. 1997, вып. 1-3.
87. Kalashnikov О.A., Demidov A.A., Figurov V.S., et al. Integrating Analog-to-Digital Converter Radiation Hardness Test Technique and Results.
//IEEE Trans. On Nuclear Science. Dec. 1998, V45, №6, pp.2611-2615.
88. Демидов А. А., Калашников О.А., Полевич С.А и др. Особенности радиационных отказов аналого-цифровых преобразователей интегрирующего типа. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1998, с. 119-120.
89. Analog Devices Data Book. 1997.
90. Ю1.Демидов А.А., Калашников О.А., Агрич Ю.В. и др. Исследование радиационного поведения интегральных систем сбора данных КМОП технологии. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1998, с. 117-118.
91. Демидов А.А., Калашников О.А., Никифоров А.Ю., Фигуров B.C. Сравнительное исследование радиационных отказов БИС АЦП 572ПВ4ММ и его аналога AD7581. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1999, с.27-28.
92. Artamonov A.S., Demidov А.А., Kalashnikov О.А., et al. Technique and Results of ADC/DAC Radiation Hardness Simulation Tests. //Third workshop on electronics for LHC experiments.
1997. London.
93. Artamonov A.S., Demidov A.A., Kalashnikov O.A., et al. ADC/DAC Radiation Test Technique. //Proceedings ofRADECS. Франция. 1997. с.56-60.
94. P.Hendrics. «Specifying communication DACs». IEEE Spectrum. July 1997. pp.58-69.
95. Демидов А.А., Калашников О.А., Никифоров А.Ю., и др. Исследование радиационного поведения цифро-аналоговых преобразователей серии 572. //В сб.: Радиационная стойкость электронных систем. М.: СПЭЛС-НИИП, 1999, с.29-30.
Проектирования многоразрядных высокоскоростных КМОП АЦП
Кононов Владимир
№ 2’2018
PDF версия
В статье анализируются зарубежные технологии, обеспечившие бурный рост номенклатуры многоразрядных (12–16 бит) высокоскоростных (0,5–2 ГГц) конвейерных аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Показаны концептуальные различия в развитии аналоговых и цифровых технологий. Определены базовые требования к характеристикам МОП-транзисторов по крутизне, выходному сопротивлению в области насыщения и паразитным емкостям.
Сформулирован подход к увеличению выходного сопротивления МОП-транзисторов в КМОП КНИ-структурах с примыканием сток-истоковых областей к скрытому диэлектрику.
В наше время трудно найти специалиста по микроэлектронике, который, как когда-то в 80‑х годах ХХ в., будет утверждать, что эра аналоговых технологий и микросхем, доставивших немалую головную боль разработчикам того времени, уходит в прошлое под напором бурного прогресса в цифровой технике. Уже давно всем стало понятно, что существует ряд приложений, которые без аналоговой техники, а точнее — без АЦП и других преобразователей, в принципе не могут быть реализованы. Наиболее важными из них являются [1]: обработка сигналов естественной природы; передача данных на большие расстояния; преобразование магнитных, механических, акустических и видеосигналов в электрический ток; фильтрация шумов и др.
В итоге за последние годы мир стал свидетелем ускоренного развития аналоговых технологий и, как следствие, расширения номенклатуры выпускаемых АЦП.
Особенно впечатляют достижения зарубежных изготовителей 12–16‑разрядных АЦП с частотой преобразования 0,5–2 ГГц, которые стали возможными благодаря созданию аналоговых КМОП-технологий с проектными нормами 45–60 нм и высокой воспроизводимостью, характеризующейся технологическими разбросами не более 2–4% (рис. 1).
Рис. 1. Иллюстрация возможностей зарубежных и отечественных технологий
На этом фоне возможности отечественных аналоговых технологий выглядят пока достаточно скромно. Поэтому вполне естественным стало появление в России двух школ по созданию аппаратуры с использованием АЦП (рис. 2).
Рис. 2. Концептуальные подходы к проектированию аппаратуры
Сторонники первой школы считают, что для построения современной аппаратуры достаточно использовать АЦП с частотой преобразования до 150–200 МГц. Это умеренно-консервативная школа, которая ориентируется на реальные возможности отечественного кристального производства, справедливо полагая, что, в случае чего, можно за относительно короткое время предпринять определенные усилия и организовать производство АЦП внутри страны.
Пока даже такие АЦП предпочитают по разным причинам изготавливать на зарубежных фабриках.
Сторонники второй школы во главу угла ставят достижение необходимых характеристик аппаратуры, ориентируясь на зарубежный опыт последних лет, когда ставка делается на применение 12–16‑разрядных АЦП с частотой преобразования 0,5–2 ГГц. При этом разработчики аппаратуры не зацикливаются на том, как и где такие АЦП можно проектировать и производить, аргументируя свои доводы государственной важностью, с чем трудно спорить.
А между тем вопросы технологического обеспечения, отвечающие по большому счету интересам обеих школ, превратились в одну из наиболее острых проблем, от решения которой зависит успешное выполнение программы по импортозамещению электронной компонентной базы (ЭКБ) [2, 3].
Существует ошибочное мнение, что закупка технологических линеек на 45–180 нм снимет все проблемы. По отношению к цифровой ЭКБ это во многом так. Однако в случае аналого-цифровой ЭКБ это не совсем так. Необходимо, кроме того, наличие массового ритмичного производства, чтобы обеспечить устойчивую воспроизводимость, без которой невозможно создать высококачественные дизайн-киты с полным перечнем моделей компонентов, точность описания которых, с учетом влияния технологических разбросов, характеризуется соответствием основных параметров с отклонениями не более 1–2%.
Причем для успешного производства современных конвейерных АЦП, составляющих за рубежом основную долю многоразрядных (12–16 бит) высокоскоростных (0,5–2 ГГц) преобразователей, необходимо иметь разбросы не более 5%, а у нас в типичных условиях мелкосерийного производства эти разбросы составляют 20–40% (рис. 1).
Отмеченные требования по 5%-ным разбросам отражают схемотехническую особенность межсекционных усилителей, составляющих основу конвейерных АЦП, определяющую высокую чувствительность усилителей и в целом АЦП к этим разбросам (рис. 3). Существует закономерность: чем выше коэффициент усиления усилителя без обратной связи, тем меньше должны быть допустимые технологические разбросы. Однако требования по 5%-м разбросам не являются единственными.
Рис. 3. Межсекционный усилитель:
Uп — напряжение питания;
A01max, A02max, A03max — коэффициенты усиления без обратной связи;
R — характеристический параметр токозадающего элемента, допустимое отклонение которого от номинального значения R0 тем меньше, чем больше A0
Как показал анализ современных зарубежных технологий и дизайн-китов (шесть фабрик, 10 технологий, диапазон проектных норм 50–280 нм), существует разница в требованиях к характеристикам базовых элементов (в основном МОП-транзисторов) при создании цифровых и аналоговых технологий (рис.
4):
- При создании МОП-транзисторов для цифровых технологий основное внимание обращается на крутизну S (она должна быть как можно более высокой), а выходное сопротивление транзисторов в области насыщения Rвых воспринимается по факту (желательно, чтобы оно было как можно более низким).
- При создании МОП-транзисторов для аналоговых технологий обращается повышенное внимание и на крутизну, и на выходное сопротивление. Причем оба этих параметра стремятся получить как можно более высокими.
Рис. 4. Сравнительные характеристики аналоговых и цифровых МОП-транзисторов:
Iс — ток стока;
Uс — напряжение на стоке;
Cпар — паразитная емкость;
«об» и «кни» — индексы, определяющие принадлежность к КМОП-структурам на объемном кремнии и КНИ-типа
В связи с этим унифицированный подход к созданию отечественных технологий, одинаково пригодных для производства цифровых и аналого-цифровых микросхем, нельзя считать правильным.
Замечено, что МОП-транзисторы в аналоговых блоках зарубежных гигагерцовых КМОП АЦП имеют S, Rвых > 15–20.
Это соотношение, с учетом нормативного требования к 5%-ным разбросам, позволяет получить и удержать с определенным запасом высокие значения коэффициента усиления межсекционного усилителя при изменении температуры и напряжения питания:
- ~80–90 дБ — для 12‑разрядных АЦП;
- ~100–120 дБ — для 16‑разрядных АЦП.
Такие значения коэффициента усиления необходимы для обеспечения соответственно 12‑ и 16‑разрядной точности преобразования.
При создании гигагерцовых АЦП большое внимание уделяется также паразитным емкостям МОП-транзисторов, которые стремятся сделать минимально возможными, чтобы получить широкую полосу частот. Желательно иметь некоторый запас по полосе частот, особенно в тех случаях, когда при достаточно больших S возникает необходимость в повышении Rвых за счет увеличения длины канала МОП-транзистора, что неминуемо приводит к уменьшению этой полосы.
В этом смысле КМОП КНИ-структуры с примыканием сток-истоковых областей к скрытому и боковому диэлектрикам являются идеальными — выигрыш минимум в 7–10 раз по сравнению с КМОП-структурами на объемном кремнии. Однако КМОП КНИ-структуры имеют более низкое значение S, Rвых, вероятно из-за меньшей подвижности носителей в эпитаксиальном слое, выращенном на скрытом диэлектрике, и, возможно, большей модуляции длины канала по сравнению со структурами на объемном кремнии, в которых из-за большей кривизны сток-истоковых областей происходит меньшее расширение области пространственного заряда в сторону канала.
В итоге по совокупности характеристик S, Rвых, Cпар КМОП-структуры на объемном кремнии иногда дают больше преимуществ. Примером является технология фирмы TSMS с проектными нормами 60 нм. И все же в некоторых приложениях, в том числе специальных, желательно использовать КМОП КНИ-структуры.
Для повышения кривизны сток-исто-ковых областей в этих структурах можно добавить дополнительные мелкозалегающие диффузионные области, выступающие за пределы основных сток-истоковых областей и имеющие с ними тот же тип проводимости (рис.
5).
Рис. 5. NМОП-транзистор с дополнительными мелкозалегающими n+-областями (1)
В целом для КМОП- и КМОП КНИ-тех-нологий, ориентированных на производство многоразрядных (12–16 бит) высокоскоростных (0,5–2 ГГц) АЦП, необходимо иметь проектные нормы 50–60 нм для цифровых блоков и 100–280 нм для аналоговых.
- Наблюдаемый за рубежом прогресс в производстве современных конвейерных КМОП АЦП с разрядностью 12–16 бит и частотой преобразования 0,5–2 ГГц обусловлен появлением аналоговых технологий с проектными нормами 50–60 нм (для цифровых блоков) и 100–280 нм (для аналоговых блоков) и воспроизводимостью не хуже 5%.
- Развитие зарубежных аналоговых технологий по сравнению с цифровыми отличается концептуальными требованиями, предъявляемыми к крутизне и выходному сопротивлению МОП-транзисторов в области насыщения. В первом случае обращается внимание на одновременное увеличение крутизны и выходного сопротивления, а во втором — только на увеличение крутизны при максимально возможном уменьшении выходного сопротивления.
- Произведение крутизны на выходное сопротивление МОП-транзисторов в аналоговых блоках зарубежных гигагерцовых АЦП составляет около 15–20 при ширине полосы единичного усиления до 7–10 ГГц.
- Основной эффект по увеличению выходного сопротивления МОП-транзисторов достигается за счет высокой кривизны сток-истоковых областей в КМОП-структурах на объемном кремнии и в КМОП КНИ-структурах без соприкосновения этих областей со скрытым диэлектриком. В КМОП КНИ-структурах с примыканием сток-истоковых областей к скрытому диэлектрику для повышения их кривизны необходимо использовать дополнительные мелкозалегающие диффузионные области того же типа проводимости.
Литература
- Razavi B. Design of Analog CMOS Integrated Circuits // McGraw-Hill publishers. 2001.
- Колмогоров Г., Шиллер В., Шпак В. Импортонезависимость России: необходима и возможна // Компоненты и технологии. 2017. № 4.
- Кононов В., Боднарь Д. Импортозамещение АЦП и ЦАП: ограничения и возможности // Компоненты и технологии. 2017. № 8.
2017. № 8.
ИНФОРМАЦИЯ FAA ДЕЙСТВУЕТ С 18 МАЯ 2023 ГОДАМестоположение
Аэропортовые операции
Связь с аэропортом
Ближайшие радионавигационные средства
Услуги аэропорта
Информация о взлетно-посадочной полосеВзлетно-посадочная полоса 9/27
Взлетно-посадочная полоса 5/23
secureworx0_7-B1.sh ≈ Packet Stormsecureworx0_7-B1.sh ≈ Packet Storm то, чего вы не знаете, может навредить вам Регистрация | Логин ФайлыНовостиПользователиАвторы Главная Файлы Новости &[SERVICES_TAB]О нас Контакты Добавить новый
Архив файлов:Май 2023
90 162 Лучшие авторы за последние 30 дней
Теги файлов
9 0162 Включение файла (4 193) 9016 2 Python (1498) Файловый архив
Системы
© 2022 Пакет Шторм. от Метки: Комментарии | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PAPI RWY 09 & 27 OPR CONSLY. 
292297N 
22:30:54 
Процесс установки включает в себя запуск сценария установки, который задает несколько простых вопросов. Затем достаточно просто запустить программное обеспечение, и ваша сеть будет проверена на наличие аномальной активности. 
Добавить комментарий