Thông báo

Collapse
No announcement yet.

Analog IC design

Collapse
X
 
  • Lọc
  • Giờ
  • Show
Clear All
new posts

  • #16
    Mô phỏng mạch OPAMP

    Dưới đây là một số vấn đề cần lưu ý khi mô phỏng mạch opamp:

    [1] Điện áp tối thiểu: là điện áp nguồn bé nhất mà mạch opamp vẫn hoạt động bình thường trong mọi điều kiện do đó để tìm điện áp tối thiểu ta phân tích mạch điện hoạt động ở trường hợp xấu nhất ví dụ: Vt lớn nhất --> slow case; mobility bé nhất--> nhiệt cao nhất; điện áp đầu vào maximum trong dải cho phép, . . .
    [2] Input Offset: mô phỏng chỉ tìm ra offset hệ thống (systemic offset) còn ramdom offset ta cần công thức thực nghiệm cho mỗi process để ước lượng. Để thu được offset chính xác ta cần đặt điện áp một đầu với tốc độ ramp-up chậm (ví dụ 1V/1ms) để giảm ảnh hưởng của delay tới kết quả đo được.
    [3] DC loop gain và độ dự trữ pha (phase margin): Mô phỏng DC loop gain ta cần mở vòng hồi tiếp, đật điện áp ac =1 ở đầu vào và đo điện áp ac đầu ra ( dùng .ac để mô phỏng trong miền tần số và vdb(out) để đo gain output). Để không ảnh hưởng tới hoat động DC của mạch ta cần giu nguyên hồi tiếp DC và ngăn hồi tiếp AC, do vậy ta có thể dùng cuộn cảm L=1GH để nối giữa đầu ra và đầu vào. Tương tự để nguồn AC không ảnh hưởng tới DC của đầu vào ta dùng tụ điện C=1GF để nối giữa nguồn AC và đầu vào.
    Để đảm bảo trong mọi điều kiện mạch không có dao động ta cần mô phỏng tất cả các trường hợp như biến đổi công nghệ (slow/fast), nhiệt độ . . .. Thông thường thời gian mô phỏng ac chỉ mất vài giây nên ta có thể làm được điều này mà không tốn quá nhiều thời gian và không cần tốn thời gian để phân tích worst case bằng tay.

    Comment


    • #17
      Mạch điện tạo dòng tham chiếu

      Giới thiệu mạch tạo dòng tham chiếu:

      - Mạch điện tạo dòng tham chiếu (current reference, hay bias current) là một mạch điện hầu như không thể thiếu trong các IC. Dưới đây là bài viết của tác giả Afshin Haft-Baradaran ở đại học Toronto, trong đó tổng hợp các mạch điện tạo dòng tham chiếu đang được dùng phổ biến hiện nay dùng bipolar và CMOS.

      - Tuy nhiên để tạo ra dòng tham chiếu có giá trị nhỏ ví dụ như x00nA nếu dùng điện trở thì giá trị điện trở sẽ rất lớn (~MOhm) làm lãng phí tài nguyên layout do đó người ta đã nghĩ tới việc tạo dòng tham chiếu chỉ dùng phần tử MOSFET.(Tham khảo file đính kèm: CMOS Current Reference without resistance.pdf của tác giả H. Oguey và D. Aebischer tại trung tâm Micro-Electronics and Microtechnology (CSEM), Switzerland.)

      Chú ý khi mô phỏng mạch tạo dòng tham chiếu:

      - Điện áp cung cấp tối thiểu (phân tích để tìm ra điểm worst case)
      - Monte-carlo là mô phỏng rất cần thiết cho mạch điện này vì kết quả mô phỏng các trường hợp worst case chỉ phản ánh sai số dòng điện đối với một IC so với sự biến đổi nhiệt độ và công nghệ trong khi sai số dòng điện đầu ra là ngẫu nhiên với từng die trên wafer, và từng lot khác nhau. Do vậy biết được sự sai số này ta có thế thiết kế các mạch diện dùng dòng tham chiếu có khả năng "chịu đựng" được sai số này.
      Attached Files
      Last edited by hithere123; 30-12-2008, 20:03.

      Comment


      • #18
        Mạch tạo điện áp tham chiếu

        Cũng giống như mạch tạo dòng tham chiếu, mạch tạo điện áp tham chiếu cũng là một mạch điện cơ bản trong mỗi IC. Dưới đây là một số tài liệu tham khảo theo mình là cơ bản và thiết thực để thiết kế mạch tạo điện áp tham chiếu hiện nay (cuối bài mình có đưa ra một hướng thảo luận chuyên sâu về noise):

        [1] "A Simple Three-Terminal IC Bandgap Reference" của "A. PAUL BROKAW" trên tạp chí IEEE JOURNAL OF SOLID-STATECIRCUITS,VOL.SC-9,NO. 6, DECEMBER 1974. Hiện nay mạch bandgap dựa trên nguyên lý mạch bandgap của brokaw vấn được dùng phổ biến trong analog IC design. (BrokawBandGap.pdf)

        [2] Bài giảng về mạch bandgap voltage reference nằm trong nội dung khỏa học ECE 4430 - Analog Integrated Circuits của đại học Georgia Tech. (ECE 4430_bg.pdf)

        [3] "A LOW-VARIATION TEMPERATURE-COMPENSATED CMOS BANDGAP" của tập thể nghiên cứu sinh khoa Engineering and System Science dai hoc National Tsing Hua, Đài Loan. (A Low-Variation Temperature-Compensated CMOS Bandgap Referecne Circuit.pdf).

        Cũng tương tự như mạch tạo dòng điện tham chiếu, mạch điện này là một đề xuất cho giải pháp thiết kế mạch bandgap không dựa trên phần tử BJT.

        [4] "CMOSVoltage Reference Based on the Threshold Voltage of a MOSFET" của tập thể nghiên cứu sinh khoa Electrical Engineering dai hoc Hokkaido, Nhật Bản. (CMOS Voltage Reference Based on the Threshold Voltage of a MOSFET.pdf)

        Đây là một giải pháp thiết kế mạch tạo điện áp tham chiếu dựa trên threshold voltage của MOSFET hoạt động trong vùng 0V << VGS < Vthreshold.

        Ngoài những yêu cầu chung trong mô phỏng, mạch tạo điện áp tham chiếu cần chú ý mô phỏng noise và ảnh hưởng từ nguồn cung cấp tới đầu ra (PSRR) vì chính ý nghĩa là mạch tạo điện áp tham chiếu của nó.
        Tuy nhiên để mô phỏng noise chính xác ta cần có noise model cho các devices, mọi người cùng thảo luận về vấn đề này nhé. (Parameter cần thiết cho noise model, ý nghĩa, ảnh hưởng tới kết quả mô phỏng, cách tính toán, . . .)
        Attached Files
        Last edited by hithere123; 03-01-2009, 13:57.

        Comment


        • #19
          anh ơi.em đã tìm kiếm rất nhiều nhưng vẫn còn nhiều vấn đề em rất thác mắc về power ic design.anh có thể cho em mail để em mail lại cho anh được ko ạ.em cám ơn anh nhiều.em đang thiết kế lại 7805 theo anh nói nhưng ko có tài liệu thêm nên khó quá.trên mạng cũng ko có nữa.

          Comment


          • #20
            Chao ban,

            Dia chi email cua minh la hithere.nguyen@gmail.com

            Than,

            Comment


            • #21
              Re: Mạch tạo điện áp tham chiếu

              Dưới đây là một tài liệu bổ xung cho bài viết giới thiệu về mạch tạo điện áp tham chiếu, trong đó phân tích chi tiết ảnh hưởng từ nguồn tới đầu ra của 4 dạng mạch tạo điện áp tham chiếu thông dụng hiện nay.
              Nguồn: IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS—I: FUNDAMENTAL THEORY AND APPLICATIONS, VOL. 50, NO. 2, FEBRUARY 2003
              Tác giả: Gianluca Giustolisi, Member, IEEE, và Gaetano Palumbo, Senior Member, IEEE.
              Attached Files

              Comment


              • #22
                em muốn tìm hiểu về các hệ số như gm, gd của CMOS là gì, làm sao có thể loại bỏ nó khi matching (vì em biết gm và gd là các hệ số phụ thuộc vào công nghệ CMOS).
                các tụ Cgs, Cgd, điện trở Ro trong CMOS tính như thế nào ? nhất là Cgs, Cgd vì nó nằm trong khung cộng hưởng nên ảnh hưởng lớn tới bandwidth hay tần số khi em làm các mạch như amplifier, oscillator,....

                Comment


                • #23
                  Chao em,

                  Rat lau roi anh khong vao dien dan nen khong biet em hoi o tren nay, ve van de em hoi anh co the tra loi nhu sau:

                  Khi phan tich tinh toan thiet ke mach dien dung CMOS, gm va gd la cac dai luong duoc dung de mo hinh hoa CMOS. Do do cac thong so nay phu thuoc chu yeu vao kich thuoc vat ly cua CMOS, cung co nghia la cac thong so nay phu thuoc vao cong nghe che tao rat nhieu. Va neu pham chat cua mach dien thiet ke phu thuoc nhieu vao cac thong so nay thi nguoi ky su se rat kho de thiet ke ra mach dien ma minh mong muon. Day chinh la nhiem vu cua nguoi thiet ke.

                  Matching la mot thuat ngu dung trong layout vi du nhu khi thiet ke mach khuyech dai vi sai, nguoi thiet ke mac dinh la hai phan tu CMOS co pham chat giong het nhau. Nhung thuc te thi khong phai vay, khong the tao ra hai phan tu CMOS giong het nhau duoc, nguoi ta chi co gang layout lam sao de hai phan tu CMOS giong nhau cang nhieu cang tot. Va nhu vay khi thiet ke tao neu pham chat mach phu thuoc vao ty le gm hay gd thi matching co the dung de lam giam bot su phu thuoc vao cong nghe cua pham chat mach dien, vi du dien hinh nhat la mach guong dong dien (current mirror) va mach tao dien ap tham chieu (band-gap).

                  Con ve cong thuc tinh cac tu dien thi can toi cac thong so ve mo hinh cua linh kien do nha san xuat (fab) cung cap.
                  Vi du tinh gia tri dien tro: Nha cung cap se cho biet gia tri dien tro vuong, sau do gia tri tuyet doi cua dien tro se phu thuoc vao kich thuoc hinh hoc ma nguoi ky su chon.
                  Con ve tu dien, thong thuong gia tri don vi cua cac tu dien co the doc duoc trong mo hinh ve mat dien cua linh kien. Dua vao yeu cau cua dau vao thiet ke, nguoi ky su se biet duoc gia tri cua cac tu nay o trong khoang cho phep la bao nhieu sau do tinh toan ra kich thuoc hinh hoc cua linh kien minh dung.

                  Hy vong la co the giup duoc em.
                  PS: Hinh nhu em cung la nguoi gui email hoi anh ve van de nay.

                  Comment


                  • #24
                    Mô phỏng hệ thống

                    Giới thiệu với mọi người trang web về bộ phần mềm miễn phí dùng cho mô phỏng hệ thống và tài liệu theo mình là khá hay.
                    Trang chu: http://www.cppsim.com/index.html
                    Tai liệu: http://www.cppsim.com/lectures.html
                    http://www.cppsim.com/related_publications.html

                    Chúc mọi người vui ve!

                    Comment


                    • #25
                      bác hithere123 và các bác khác cho mình hỏi. Một số vấn đề, hay một số hướng chính mà Analog IC Design đang phải đối mặt hiện nay là gì ko? Mình đang cần tìm hiểu về điều này. Mong được mọi người chỉ giúp

                      Comment


                      • #26
                        Chào bạn bluexylitol,
                        Lĩnh vực Analog IC Design khá rộng nên mình chỉ có thể biết một chút trong phạm vi kinh nghiệm của mình. Theo mình có một số hướng chính như sau:

                        [1] "Time to Market", thuật ngữ này được dùng đến thường xuyên trong thời gian gần đây. Hiện nay việc thiết kế một IC lớn đơn thuần analog là gần như không còn. Tích hợp nhiều module khác nhau trên cùng một chíp hoặc tích hợp nhiều IC chức năng riêng lẻ trên cùng một package là xu thế hiện nay. Tóm lại, analog IC design đang được thu hẹp lại chỉ là thiết kế module tương tự.

                        [2] Vấn đề thứ hai là testing. Đây là vấn đề liên quan đến giá thành nên bên cạnh việc đảm bảo performance còn phải đảm bảo mạch analog có thể test được, test dễ dàng và hiệu quả. DFT_Design for Test cũng là hướng Analog IC Design cần phải giải quyết hiện nay và trong tương lai.

                        [3] Vấn đề thứ 3 là phần giao tiếp giữa analog và digital. Hiện nay ngày càng xuất hiện nhiều IC trong đó gồm rất nhiều chức năng (ví dụ ứng dụng trong communication). Và để có thể làm được thì không thể thiếu digital nhưng để digital có thể xử lý được thì các tín hiệu đầu vào phải là tín hiệu digital. Nên việc chạy theo để support cho digital là cũng rất mệt vì digital thay đổi công nghệ liên tục (scaling).

                        [4] Vấn đề thứ 4 chính là việc giải quyết lỗi của digital IC. Hiện nay việc thiết kế digital được hỗ trợ từ công cụ thiết kế là rất lớn, một kỹ sư thiết kế digital chỉ cần quan tâm tới thuật toán và thiết kế hệ thống còn việc chuyển đối thiết kế thành silicon thì có thể nói là đã tự động hóa gần như hoàn toàn. Tuy nhiên khi silicon có vấn đề thì phải cần đến kiến thức analog để giải quyết ví dụ như ESD, Latch-up, Power, Noise, Clocking, . . .Nói vui một chút về vấn đề này, đó là mình biết một số kỹ sư chỉ chuyên thiết kế digital (senior) nhưng chưa được nhìn thấy và hiểu mạch điện thực sự của một FF hoạt động như thế nào. Những kỹ sư digital thật sự giỏi đều là những người chuyển từ analog sang hoặc có background rất tốt về analog. Xu thế hiện nay là tích hợp nhiều module riêng lẻ trên một chip nên kỹ sư analog sẽ có nhiều lợi thế nếu tự trang bị kiến thức digital cho minh.

                        Hy vọng những thông tin trên có thể giúp ích cho bạn!

                        Thân mến.

                        Comment


                        • #27
                          cám ơn bác hithere123 rất nhiều. Mình nghĩ những người tìm hiểu về Analog IC design như bác không nhiều. Hi vọng bác cố gắng để đóng góp cho diễn đàn nhiều bài hay về lĩnh vực này. Có gì em em sẽ nhờ bác chỉ giáo tiếp. Thanks

                          Comment


                          • #28
                            Sau loạt bài về analog IC Design, bác hithere123 có thời gian thì giới thiệu ae diễn đàn về Mixed Signal IC Design nhé.

                            Comment


                            • #29
                              thanks anh hithere rất nhiều vì những bài viết hữu ích này
                              |

                              Comment


                              • #30
                                Cảm ơn bạn bluexylitol và bạn abcdef đã động viên, rất mừng là mọi người đã hưởng ứng topic này. Ở Việt Nam hiện nay, lĩnh vực này còn khá mới tuy nhiên không phải là chúng ta vẫn đang ở con số 0. Mình có thể khẳng định một điều chắc chắn là kỹ sư Việt Nam đã có thể thiết kế, layout, viết chương trình test, làm qualification và làm application cho các IC tương tự đơn giản như LDO, DC/DC converter, Charger, . . . và phẩm chất đầu ra thì hoàn toàn có thể cạnh tranh với các hãng lớn như TI, Linear hay Maxim. Tức là các sản phẩm có thể bán được.
                                Mình lập topic này không nằm ngoài mục đích là để mọi người cùng nhau chia sẻ thông tin và kinh nghiêm trong quá trình làm việc. Những kinh nghiệm như vậy không chỉ có ý nghĩa với những bạn đang muốn tìm hiểu lĩnh vực này mà còn có ích với những bạn đã và đang làm việc. Mình tin là như vây. Nếu thông tin là về sản phẩm đã bán ngoài thị trường (mass production) và kinh nghiệm do bản thân tự đúc kết thông qua quá trình làm việc thì theo mình sẽ không vi phạm vào luật tiết lộ thông tin nội bộ của công ty và các bạn hãy cùng nhau chia sẻ để có một cải nhìn đúng đắn và toàn diện lĩnh vực này ở Việt Nam nhé.

                                Mình mới nhận được tin vui từ một người bạn đang làm về IC design về công ty PACIFAB:

                                http://pacifab.com/Default.aspx?Aspx...ookieSupport=1

                                Công ty này sẽ có dich vụ cho R&D như decap, FIB, bonding nếu thị trường Việt Nam có nhu cầu. Hy vọng trong thời gian tới sẽ có thêm nhiều tin vui nữa.

                                Thân mến.
                                P/S: mình hẹn các bạn bài viết về mixed-signal vào lần tới.

                                Comment

                                Về tác giả

                                Collapse

                                hithere123 Tìm hiểu thêm về hithere123

                                Bài viết mới nhất

                                Collapse

                                Đang tải...
                                X