Po co układy analogowe?

Transkrypt

1 PUAV Wykład 1

2 Po co układy analogowe?

3 Układy akwizycji danych Przykład: układy odczytu czujników promieniowania + yskryminator 1 bit Przetwornik A/C m bitów Przetwornik T/C n bitów Wzmacniacz napięciowy lub ładunkowy Układ kształtowania impulsu Przetworniki i układy cyfrowe

4 Układy transmisji przewodowej Przykład: UB UB 1.1, UB 2.0: masa, +5V, +, - Host Hub UB 3.0: jak wyżej, oraz +Tx,-Tx, +Rx,-Rx U Hub + max. 3 V U U U - max. 3 V K J K J K J J J K K K J K lub K J: 0; bez zmiany: 1 obie linie w stanie low : koniec

5 Układy transmisji przewodowej Inne standardy: Ethernet FireWire isplayport PCIe Thunderbolt ATA i eata i szereg starszych

6 Układy transmisji bezprzewodowej Przykład 1: WiFi (norma IEEE a/b/g/n/ac) wa pasma: 2,4 GHz (b, g) oraz 5 GHz (a, n, ac) Transmisja szerokopasmowa (z widmem rozproszonym), zapewnia: odporność na interferencje i zaniki wielodostęp dobre wykorzystanie dostępnego pasma

7 Układy transmisji bezprzewodowej Przykład 1: WiFi (normy IEEE a/b/g/n/ac) OFM (Ortogonalne zwielokrotnianie w dziedzinie częstotliwości): podział strumienia bitów na szereg strumieni przesyłanych na wielu częstotliwościach podnośnych n: 52 częstotliwości podnośne, szerokość pasma 16,25 MHz Widmo podnośnej Kompletny sygnał (stosowane też w innych systemach transmisji, np. L, VB, LTE)

8 Układy transmisji bezprzewodowej Przykład 1: WiFi (IEEE g/n) M /A X M M FFT -1 f wzm. mocy M /A X Uproszczony schemat nadajnika

9 0 X X Układy transmisji bezprzewodowej Przykład 1: WiFi (IEEE g/n) A/ M wzm. i filtr 90 f FFT M M A/ M Uproszczony schemat odbiornika

10 Układy transmisji bezprzewodowej Przykład 2: indukcyjne karty bezkontaktowe Zasada: sprzężenie indukcyjne nadajnika z odbiornikiem, transmisja RF energii zasilającej, równocześnie sygnał RF modulowany w celu przesyłania informacji wa standardy: 125 khz, 13,56 MHz

11 Układy transmisji bezprzewodowej Przykład 2: indukcyjne karty bezkontaktowe emodulator ane V Terminal Prostownik + pompa ładunkowa GN Blok cyfrowy Modulator ane Modulator zmianą impedancji wpływa na amplitudę lub fazę sygnału RF

12 Układy transmisji bezprzewodowej Inne standardy: GM, CMA GP Bluetooth VB-T LTE i szereg innych

13 Technologie CMO

14 Technologie CMO Tranzystor nmo Tranzystor pmo M1 (Al) M2 (Al) M1 (Al) M1 (Al) Tlenek polowy Bramka poli typu n Tlenek bramkowy Tlenek polowy Podłoże typu p Bramka poli typu n Tlenek bramkowy Wyspa typu n Technologia LOCO z wyspą typu n: do 0,5 μm Tlenek polowy

15 Technologie CMO Tranzystor nmo Tranzystor pmo M1 (Al) M2 (Al) M1 (Al) M1 (Al) Tlenek polowy Bramka poli typu n Tlenek bramkowy Tlenek polowy Podłoże typu p Bramka poli typu n Tlenek bramkowy Wyspa typu n Technologia LOCO z wyspą typu n: do 0,5 μm Tlenek polowy Tranzystor nmo Tranzystor pmo M1 (Cu) M2 (Cu) M3 (Cu) M1 (Cu) M1 (Cu) Poli typu n Poli typu p TI Wyspa typu p Wyspa typu n Warstwa epitaksjalna typu n- TI Podłoże typu p Technologia TI z dwoma wyspami: do 28 nm

16 Technologie CMO Technologia stara (LOCO) Technologia nanometrowa TI Podłoże typu p, wyspa typu n Obszary aktywne ogranicza tlenek polowy Bramka: polikrzem typu n Metalizacja Al Brak planaryzacji, najwyżej 3 (zwykle 2) warstwy metalu Podłoże typu p, warstwa epitaksjalna typu n (b. słabo domieszkowana), dwa rodzaje wysp Obszary aktywne ogranicza rowek wypełniony io (TI) Bramka: dwa typy polikrzemu lub bramka metalowa Metalizacja Cu Planaryzacja (CMP), do kilkunastu warstw metalu Znacznie bardziej skomplikowana budowa tranzystora 2

17 Technologie CMO Budowa tradycyjnego nanometrowego tranzystora Polikrzem lub metal Kanał naprężony ielektryk złożony (io + N + Hf) 2 omieszka Ge Źródło Bramka ren L Pocket implant Wyspa Warstwa epitaksjalna Nierównomierny rozkład domieszek w wyspie Podłoże

18 Technologie CMO Połączenia: proces damasceński i CMP Fotolitografia połączeń

19 Technologie CMO Połączenia: proces damasceński i CMP Fotolitografia połączeń Bariera: Ta/TaN

20 Technologie CMO Połączenia: proces damasceński i CMP Fotolitografia połączeń Bariera: Ta/TaN Cu (osadzanie elektrolityczne)

21 Technologie CMO Połączenia: proces damasceński i CMP Fotolitografia połączeń Bariera: Ta/TaN Cu (osadzanie elektrolityczne) CMP

22 Technologie CMO Technologia F-OI: do 10 nm GN NMO PMO V TI TI G G Kanał BOX Kanał BOX Wyspa p TI Wyspa n TI TI Podł oże p Konfiguracja zwykła

23 Technologie CMO Technologia F-OI: do 10 nm TI GN TI PMO G Kanał BOX Wyspa p TI NMO G Kanał BOX Wyspa n TI GN TI Podł oże p Konfiguracja flip well Obie wyspy połączone z minusem zasilania!

24 Technologie CMO Technologia F-OI: do 10 nm TI GN TI PMO G Kanał BOX Wyspa p TI NMO G Kanał BOX Wyspa n TI GN TI Podł oże p Konfiguracja flip well Kanał, dielektryk, bramka w obu przypadkach takie same Obie wyspy połączone z minusem zasilania!

25 Technologie CMO Technologia F-OI: do 10 nm NMO RVT Wyspa p TI Wyspa n Polaryzacja wyspy VB (VB < V) TI TI NMO RVT G Kanał BOX Wyspa p izolowana TI V Wyspa n TI NMO RVT Wyspa p Gł ęboka wyspa n Podł oże p Konfiguracja z głęboką wyspą typu n (triple well) Umożliwia niezależną polaryzację izolowanej wyspy typu p

26 Technologie CMO Technologia F-OI: do 10 nm NMO RVT Wyspa p TI Wyspa n Polaryzacja wyspy VB (VB < V) TI TI NMO RVT G Kanał BOX Wyspa p izolowana TI V Wyspa n TI NMO RVT Wyspa p Gł ęboka wyspa n Podł oże p Konfiguracja z głęboką wyspą typu n (triple well) Kanał, dielektryk, bramka we wszystkich przypadkach takie same Umożliwia niezależną polaryzację izolowanej wyspy typu p

27 Technologie CMO Technologia F-OI: do 10 nm NMO RVT Wyspa p TI Wyspa n Polaryzacja wyspy VB (VB < V) TI TI G Kanał BOX Wyspa p izolowana TI V Wyspa n TI NMO RVT Wyspa p Gł ęboka wyspa n Podł oże p Konfiguracja z głęboką wyspą typu n (triple well) Kanał, dielektryk, bramka we wszystkich przypadkach takie same Umożliwia niezależną polaryzację izolowanej wyspy typu p

28 Technologie CMO Technologia nanometrowa F-OI Podłoże typu p (b. słabo domieszkowane), dwa rodzaje wysp Obszary aktywne ogranicza rowek wypełniony io (TI) Bramka: bramka metalowa Metalizacja Cu Planaryzacja (CMP), do kilkunastu warstw metalu Warstwa io2 pod obszarem kanału tranzystora Niedomieszkowany kanał Konfiguracja flip well - odwrocone wyspy - dwa rodzaje tranzystorów NMO i dwa rodzaje PMO o różnych napięciach progowych Możliwość regulacji napięcia progowego w dość szerokim zakresie przez zmianę napięcia polaryzacji wysp