ENG04061 Circuitos Eletrônicos Integrados Um pouco de tudoUm pouco de tudo... Prof. Dr. Hamilton Klimach Departamento de Eng. Elétrica - UFRGS –H. Klimach CircuitosENG04061 Eletrônicos

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ENG04061 – Circuitos Eletrônicos Integrados

Um pouco de tudo...

Prof. Dr. Hamilton Klimach

Departamento de Eng. Elétrica - UFRGS

2/105 Circuitos Eletrônicos Integrados ENG04061 – H. Klimach

Sumário

o Introdução

o O Semicondutor

o O Diodo de Junção e o Capacitor MOS

o O Transistor MOS

o O Amplificador e outros circuitos

o Desafios Futuros

o Conclusões

2


Introdução – Um pouco de História...


o Séc. XVIII e XIX (Revolução Industrial): a tecnologia (manipulação da

energia através das máquinas) se torna peça central na economia das

nações.

Introdução – Máquinas

3


Introdução – Eletricidade

o Séc. XIX: eletricidade começa a ser utilizada pelo homem

NIKOLA

TESLA

THOMAS

EDISON


Introdução – Telegrafia

o Séc. XIX: invenção do telégrafo (comunicação à distância rudimentar)

4


Introdução – Longos cabos

o Séc. XIX: cabo transatlântico para telegrafia entre EUA e Inglaterra


Introdução – Telefone

o Final do séc. XIX: comunicação elétrica à distância

o Sinais enviados por fios: eletricidade – telefone

Graham

Bell

5


o Final do séc. XIX e início do séc. XX: comunicação elétrica à distância

o Sinais enviados pelo espaço: ondas eletro-magnéticas – rádio

o Amplificação de sinais elétricos: nova necessidade

Introdução – Rádio

Roberto

Landel de

Moura

Heinrich

Hetz Guglielmo

Marconi


Introdução – Nascimento da Eletrônica

o 1906: John Flemming e Lee DeForest inventam a válvula termo-iônica,

o primeiro dispositivo capaz de amplificar sinais elétricos

../../../Documents/PGMicro/MIC06/Figs/telegraph-operator-1912.jpg

6


Introdução – Era do Rádio e Televisão

o 1910~1940: transmissão de rádio e TV faz parte do dia-a-dia


Introdução – Primeira Idéia de Transistor

o 1925: Julius Edgar Lilienfeld patenteou o princípio do MOSFET.

o Nunca fabricado.

7


Introdução – Início do Computador

o 1946: ENIAC, primeiro computador eletrônico programável é construído

com 1800 válvulas e 6000 relés (primeira máquina de Turing

eletrônica)

Financiado pelo United States Army's Ballistic Research Laboratory

Desenvolvido na University of Pennsylvania


Introdução – Primeiro Transistor

o 1947: A descoberta do TRANSISTOR (Bell Labs) torna a eletrônica

compacta, barata, robusta e com menor consumo de energia.

William Shockley

John Bardeen

Walter

Brattain

8


Introdução – IBM UNIVAC

o 1952: IBM lança seu primeiro sucesso comercial, o

computador UNIVAC, com 5.200 válvulas e pesando 13 ton


Introdução – Eletrônica de Semicondutores

o Transistor de Junção Bipolar alavanca a rápida evolução da eletrônica

o Surgem os primeiros computadores transistorizados

o Surgem os primeiros rádios portáteis alimentados a pilha

Rádios Regency e Sony 1954 IBM 7094 transistorizado - 1959

9


Introdução – Eletrônica Analógica e Digital

o Os sistemas eletrônicos processam sinais elétricos

o Sinais elétricos representam informação

o Representação de informação pode ser:

– Proporcional à magnitude de uma grandeza elétrica (tensão ou corrente): sistema analógico

– Através de codificação numérica, onde os códigos são representados através de valores estanques e espaçados de tensão: sistema digital

Signal

Processing

Input

Signal

Output

Signal


o 1959: primeiro MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect

transistor) é fabricado por John Atalla and Dawon Kahng (Bell Labs)

Introdução – Transistor de Efeito de Campo: MOSFET

PMOS Fairchild FI100 - 1964

Kahng

Atalla

10


Introdução – Primeiro Circuito Integrado

o 1959: O circuito integrado (CI) é inventado por Jack Kilby (Texas) e

Robert Noyce (Fairchild) quase ao mesmo tempo

o 1962: RCA fabrica o primeiro CI MOS com

16 transistores

Kilby Noyce


Introdução – Circuito Integrado Analógico e Digital

o Eletrônica evolui rapidamente e assume papel fundamental no

desenvolvimento das nações

o Bipolar: maior ganho, melhor para analógicos

o Mosfet: menor consumo e menor tamanho, melhor para digital

Fairchild uA741 - 1968 Intel 4004 pmos – 1971

Analógico:

Transistor Bipolar

Digital:

Transistor MOS

11


Introdução – Processadores Digitais

o Evolução rápida: Lei de Moore e Pentium 4 (2000)


Introdução – Processamento Digital de Sinais

o Speak & Spell: primeiro sintetizador digital de voz (Texas Ins – 1978)

Gene Frantz, Richard Wiggins,

Paul Breedlove, and Larry Brantingham

12


Introdução – Processamento de Sinais

o Décadas ’80 e ’90: Processamento Digital de Sinais (DSP) mais

eficiente; substitui diversas funcionalidades da eletrônica analógica

Digital Signal

Processing

A/D

Converter

D/A

Converter

Analog

Input

Signal

Analog

Output

Signal

Analog Signal

Processing

Analog

Input

Signal

Analog

Output

Signal


Introdução – SoC

o Sistem-on-Chip (SoC): Processamento Digital + Interface Analógica

13



HOJE: sistemas eletrônicos com A + D no mesmo chip MOS

o Interfaces de entrada e saída: Analógico-digitais (mixed-signal)

o Processamento de sinais: Digital

o Armazenamento de sinais: Digital

o Comunicação de curta distância: Digital (barramentos locais)

o Comunicação de longa distância: Analógica (wired, RF ou ópticas)

o Alimentação e Referências: Analógico

Programmable

360°

Inclinometer

Color CMOS

Analog NTSC

Image Sensor



o SoC para DVD: controle e processamento

14


Introdução – Multiprocessamento

o The Cell Chip (2005): Sony-IBM-Toshiba; 9 cores


Introdução – Multiprocessamento

o Intel i7 (2008): 4 cores

15


Introdução – MEMs

• Sensores e MEMs

(micro-eletro-

mecânico)

– Microscópicos

– Integrados no mesmo

chip

• Exemplos:

– Microfones

– Acelerômetros

– Sensores de partículas

e gases

Espelho móvel Acelerometro

Giroscópio Microfone


Introdução – Evolução da Tecnologia CMOS

16


Introdução – Mercado Mundial: faturamento


Introdução – Mercado Mundial: distribuição

17


Introdução – Mercado Mundial: CIs analógicos


Sumário

o Introdução

o O Semicondutor


o O Transistor MOS


o Desafios Futuros

o Conclusões

18


A Tabela Periódica

CONDUTORES

ISOLANTES

SEMICONDUTORES


Condutividade de um Sólido

o A condutividade (inverso da resistividade) define quanta corrente

elétrica atravessa um sólido, quando submetido a uma diferença de

potencial:

o A condutividade é resultado da existência de cargas livres:

L

AVVGI

Elétricocampo

velocidade

volume

Qlivres

onde

19


Condutividade de um Sólido

o CONDUTORES (metais):

– Têm elétrons livres em abundância a qualquer temperatura

o ISOLANTES:

– Não têm elétrons livres, pois todos os elétrons estão fortemente ligados aos seus átomos

o SEMICONDUTORES:

– São isolantes a 0 K (zero absoluto)

– As ligações dos elétrons mais ‘externos’ com seus átomos são frágeis

– Por efeito térmico, algumas ligações são quebradas e os elétrons se tornam livres

– A condutividade aumenta com a temperatura (ou outra forma de energia)

– Cargas livres também são resultado de contaminação controlada (dopagem com impurezas)


O Cristal de Silício Puro

o Cada átomo de silício se liga a outros 4 átomos (ligações covalentes)

Cerca de 1010 pares elétron-

lacuna livres por cm3, gerados

termicamente a 300K (27 ºC)

Cerca de 5x1022 átomos por cm3

20


O Cristal de Silício Dopado

o Formação do Si tipo ‘N’ (elétrons livres) e tipo ‘P’ (lacunas livres)

o Cada átomo dopante produz uma carga livre (N ou P)

o Concentrações de 1015 a 1019 dopantes por cm3

Alguns átomos de Si substituidos

por Fósforo (P) ou Arsênico (As)

Alguns átomos de Si substituidos

por Boro (B)

Tipo N Tipo P


Movimento de Carga Livre

o O que se movimenta num sólido são apenas os elétrons.

o O ‘movimento’ das lacunas representa o surgimento de uma nova

lacuna, quando um elétron se desloca para uma lacuna livre próxima

o A mobilidade dos elétrons é cerca do dobro da mobilidade das lacunas

Campo Elétrico E

21


Mobilidade de Carga Livre

2.7x

2.2x


Corrente Elétrica: 2 mecanismos

o Corrente elétrica é o deslocamento de portadores de carga elétrica (elétrons livres): I = ΔQ/Δt

o Existem dois mecanismos que provocam movimentação de portadores:

Difusão: agitação térmica Deriva: campo elétrico

• q: carga do elétron • A: área da seção considerada • μ: mobilidade dos portadores • n: concentração de portadores (cargas livres) • V: tensão externa aplicada • Vt: potencial térmico (kT/q = 26mV @ 27ºC)

dx

dnVqAI tdif

dx

dVnqAIder

22


Sumário

o Introdução

o O Semicondutor


o O Transistor MOS


o Desafios Futuros

o Conclusões


Estrutura do MOSFET

o O MOSFET pode ser analisado como a união de 2 estruturas: – 2 diodos (junções) entre S-B e D-B – capacitor MOS entre G-B

23


Diodos de Junção

o Diodos S-B e D-B em contra-fase

DSB

D

DDB

S

B


Diodos de Junção

o Junções S-B e D-B com terminais aterrados

•dreno e fonte (N) formam junções

com o substrato P

•em cada junção surgem zonas de

depleção (elétrons livres da região

N atravessam a interface e

preenchem as lacunas livres da

região P, fazendo com que não

sobrem cargas livres nessa

região)

•como a concentração de

dopantes das regiões de dreno e

fonte é muito maior que a do

substrato, a região de depleção

para dentro destas regiões é muito

pequena (desprezível)

24


Diodos de Junção

o Junções S-B e D-B com potencial VDS aplicado

DSB

D

DDB

S

B

VDS

Id=0


Estrutura do MOSFET: diodos + capacitor

o Junções S-B e D-B e capacitor MOS com terminais aterrados

Capacitor MOS

Metal-Óxido-

Semicondutor

25


Capacitor MOS

metal

metal

isolante

Capacitor usual

metal-isolante-metal

metal

semicondutor dopado

óxido

Capacitor MOS

metal-óxido-semicondutor


Capacitor MOS polarizado

Capacitor usual


E : campo elétrico

Capacitor MOS


E : campo elétrico

metal

metal

isolante

Vc

E

metal

óxido

Vc

semicondutor dopado - p

E

26



Capacitor usual


E : campo elétrico

C = Qt/Vc

Capacitor MOS


E : campo elétrico

Ceq= Qt/Vc = (Qi+Qd)/Vc

metal

metal

isolante

Vc

+ + + + + + + + + + + + + + +

– – – – – – – – – – – – – – –

+Qt

–Qt

E

metal

óxido

Vc

+ + + + + + + + + + + + + + + +Qt


– – – – – – – – – – – – – – – –Qi –Ө –Ө –Ө –Ө –Ө –Ө –Ө –Qd

E

região depletada



Campo elétrico E no semicondutor:

afasta cargas livres positivas (lacunas)

atrai cargas livres negativas (elétrons)

Cada lacuna afastada deixa para trás

um átomo dopante com carga

negativa a descoberto (carga fixa, que

não se move). O total de cargas fixas a

descoberto resulta na carga de

depleção ‘Qd’

O total de elétrons livres atraídos

resulta na carga de inversão ‘Qi’

Ceq= Qt/Vc = (Qi+Qd)/Vc

metal

óxido

Vc

+ + + + + + + + + + + + + + + +Qt


– – – – – – – – – – – – – – – –Qi –Ө –Ө –Ө –Ө –Ө –Ө –Ө –Qd

E

região depletada

27


Sumário

o Introdução

o O Semicondutor


o O Transistor MOS


o Desafios Futuros

o Conclusões


MOSFET - depleção

o Pequeno potencial aplicado ao capacitor MOS (VGS < Vt)

•o potencial VGS aplicado entre

porta e substrato:

• afasta lacunas livres da

interface óxido-substrato

• atrai elétrons livres para a

interface óxido-substrato

•surge uma região de depleção

entre a interface e o substrato,

ligando as regiões de depleção

das junções

•elétrons começam a se acumular

junto à interface

28


MOSFET - depleção

o Pequeno potencial aplicado ao capacitor MOS (VGB < Vt)


MOSFET - inversão

o Aumento do potencial aplicado (VGS > Vt): condição de inversão

•em ‘inversão’ há o

surgimento de um “canal”

tipo N induzido entre dreno e

fonte

•o valor de VGS em que ocorre

a inversão é chamado de

potencial de threshold (Vt)

29


MOSFET - equacionamento

substrato do *Fermi de potencialln

térmicopotencial/

corpo defator 2

inversão de e depleção de carga de densidades

:

2

iAtF

t

OXASi

IB

StSOXSI

SOXSB

OX

SISBSMSOXSMSGB

nN

qkT

CNq

QQ

onde

eCQ

CQ

C

QQV

tFS

(*)Potencial de Fermi:

potencial eletrostático

devido ao contato entre

silício intrínseco (puro) e

extrínseco (dopado)


MOSFET - cargas de inversão e depleção

Carga de depleção

(fixa)

Carga de inversão

(móvel)

Carga total no Gate

Potencial de superfície

(potencial eletrostático

na interface óxido-

semicondutor)

30


MOSFET – threshold e cargas de inversão

VTO: tensão de threshold

segundo modelo clássico (SI)

0TGBOXI VVCQ


MOSFET - região ôhmica

o Operação do Canal Induzido no início da Região Ôhmica

Gcanal(VGS)

DSB

D

DDB

S

B

VDS

ID

31



o Operação do Canal Induzido no início da Região Ôhmica

00

móveis cargasmóveis cargas

SBVTGSOXnIncanalcanal

Insub

canal

subcanal

VVCL

WQ

L

W

L

WcG

c

Q

WLc

Q

Vol

Q

Condutividade (σ) e condutância (G) iniciais do canal na região ôhmica:



Resistor linear controlado por vGS

Condição: vDS deve ser mantido pequeno (vDS << vGS – Vt )

32


MOSFET – assimetria do canal

o Dependência de Rcanal em VDS

• Aumentando vDS: o nível de

inversão varia ao longo do canal,

como resultado da diferença de

potencial entre a posição no

canal e o terminal de porta

• O canal assume uma

distribuição gradual.

• A resistência do canal aumenta

com o aumento de vDS.

•o comportamento iD x vDS passa

a ser não-linear

(vGS é mantido constante em um

valor tal que vGS – vDS > Vt ))



o Dependência de Rcanal em VDS

33



o quando se polariza os terminais dreno-fonte (VDS>0), ocorre a

deformação das camadas de inversão e de depleção, de forma que a

soma ΔQ’G = ΔQ’I(x)+ ΔQ’B(x) se mantenha sempre constante ao longo

do eixo ‘x’

carga de

inversão

Q’I(x)

VGB>VT

e

VDS>0

carga de depleção

Q’B(x)

S

Substrato p

G

D

∆x

0 x

L



x'' em inversão de carga de densidade

canal do segmento um de acondutânci

canal no dreno de corrente

TchGOXI

Ich

chchD

VxVVCxQ

xQx

WxG

xGxVIGVI

carga de

inversão

Q’I(x)

VGB>VT

e

VDS>0

carga de depleção

Q’B(x)

S

Substrato p

G

D

∆x

0 x

L

-ΔVch+ ID

34



0VV supondo2

BS

2

000

DDTGOXD

VV

Vchchch

VV

VTGOX

Lx

xD

chTchGOXD

TchGOXchD

VVVVCWLI

dVxVVdVVCWdxI

VVxVVCWxI

VxVVCx

WVI

Dch

ch

Dch

ch

2

2

2

1

off-pinch

:saturação de Região

2

:ôhmica Região

TGOXD

TGDDDTGOXD

VVL

WCI

VVVVVVV

L

WCI

Obs.: este equacionamento é extremamente simplificado, não levando em conta a

variação da contribuição da carga de depleção na definição do potencial do canal.


MOSFET – condição de saturação

o Curva completa iD x vDS : saturação do canal

vGS > Vt

35


MOSFET - Modelo Simples

o NMOS: curva iD x vDS em inversão forte (SI)

2'

2

1DSDStGSnD VVVV

L

WkI

tGSDS VVV Triodo:

2'

2

1tGSnD VV

L

WkI

tGSDS VVV Saturação:

oxnn Ck '

k’n (W/L) = 1.0 mA/V2


MOSFET - Modelo Simples

o NMOS: iD x vGS em saturação e inversão forte (SI)

Vt = 1 V, k’n W/L = 1.0 mA/V2

2'

2

1tGSnD VV

L

WkI

tGSDS VVV Saturação:

36


MOSFET – Analogia Hidráulica

o Imagine dois tanques de água com o mesmo nível, separados por uma

comporta

Fonte (S)

Porta (G)

Dreno (D)

VS = 0 VG = 0 VD = 0



o Enquanto a comporta não passar o limiar dos tanques, estes não estão

conectados: vazão de água igual a zero

Fonte (S)

Porta (G)

Dreno (D)

VS = 0 VD = 0 VG = VT

37



o Comporta ultrapassa os limiares: os tanques estão conectados. A vazão

é zero se os tanques têm o mesmo nível

Fonte (S)

Porta (G)

Dreno (D)

VS = 0 VD = 0 VG > VT



o Se houver diferença de nível entre os tanques, a água flui, e a vazão é

função da altura da comporta e do desnível dos tanques

Fonte (S)

Porta (G)

Dreno (D)

VS = 0 VD > 0 VG > VT

38



o Se o nível do tanque D baixar mais, ele pode ultrapassar o nível da

comporta

Fonte (S)

Porta (G)

Dreno (D)

VS = 0 VD = (VG-VT) VG > VT



o Quando o nível do tanque D ultrapassar o da comporta, a vazão não

mais depende deste tanque, apenas do nível da comporta

Fonte (S)

Porta (G)

Dreno (D)

VS = 0 VD > (VG-VT) VG > VT

39


MOSFET – Regiões de Operação


MOSFET – NMOS e PMOS

n+ n+

+ + + +

- - - - p+ p+

+ + + +

- - - -

substrato p substrato n

nMOSFET pMOSFET

5 V

40


MOSFET – Simplificação: operação como chave

o Em circuitos digitais, o MOSFET pode ser representado por uma chave

VG < VT

VG > VT


MOSFET – Simplificação: operação como chave

nMOSFET (VS < VD) pMOSFET (VS > VD)

S

D

G

VG= 0 VG= VDD VG= VDD VG= 0

S

D

G

41


Sumário

o Introdução

o O Semicondutor


o O Transistor MOS


o Desafios Futuros

o Conclusões


• Amplificador de tensão excitado

com um sinal vi(t) e conectado a

uma carga ZL

• Característica de transferência de um amplificador linear com ganho de tensão Av

inVout vAv

fonte de sinal

vO

carga

vi

AMPL

VCC

ZL

Amplificador Ideal

42


Modelos de Amplificadores Lineares

o Formas de representação de um amplificador linear

o A implementação de um amplificador necessita de uma fonte

controlada

Amplificador de Tensão Amplificador de Corrente

Amplificador de Transcondutância Amplificador de Transresistência


MOSFET – Fonte de corrente controlada por VG

o Em saturação a corrente de dreno independe da tensão de dreno, e o

MOSFET se comporta como uma fonte de corrente controlada

43


Amplificador MOS

o Sob certa condição de polarização, o MOSFET opera como uma fonte

de corrente controlada por tensão, permitindo a construção de uma

das representações amplificadoras

MOSFET IMPEDÂNCIA vin

(vg, vs ou vb) id

vout

(vd ou vs)


Amplificador MOS

Carga: Passiva Carga: diodo MOS Carga: Ativa

44


Configurações Amplificadoras

Configurações elementares MOS:

o Fonte comum (G: in ; D: out; S: Gnd)

o Dreno comum (G: in; S: out; D: Gnd)

o Porta comum (S: in; D: out; G: Gnd)

Obs: terminal de substrato (B) geralmente não é usado como

‘funcional’ (embora seja uma possível ‘entrada’)

Malha que controla iD:

“entrada”

Malha onde circula iD:

“saída” in

out

in/out



Fonte-comum

T Hi no u t VVV

Triodo

Cort

e

(Sub-T

hre

shold

)

Sat

Menor RD

Maior RD

in

outV

V

VA

45



Dreno-comum

T Hi no u t VVV

Menor Rs

Rs infinito: Av=1

in

outV

V

VA



Porta-comum

Corte Sat

Triodo

in

outV

V

VA

46


Configurações Amplificadoras Compostas

o Amplificador cascode (FC+PC)

o Amplificador diferencial (2xFC)

o Par complementar (2xDC)

o Push-pull (2xFC)

o Espelho de corrente (1 carga-diodo + FC)


Amplificador Operacional

o Amplificador Operacional CMOS de 2 Estágios (Miller)

47


Amplificador Operacional

o Amplificador Operacional CMOS Folded-Cascode com Buffer de Saída


Referência de Tensão

o 0.9V, 5nW, 9ppm/C Resistorless Sub-Bandgap Voltage Reference in

0.18um CMOS

IEEE LasCas 2014 -

Oscar Mattia, Hamilton

Klimach and Sergio Bampi

48


Amplificador Biomédico

o High Linearity and Large Output Swing Sub-Hz Pre-amplifier for Portable

Biomedical Applications

SBCCI 2014 – Moacir

Monteiro, Hamilton

Klimach and Sergio Bampi


Receptor de RF CMOS

o A 2.4 GHz CMOS Transceiver Single-chip RF Front-end for ISM-band

Wireless Communications

49


Mixer de RF CMOS

o Integrated resistive mixer for balun use - 6.3 – 8.2 dB between

frequencies of 2 – 8 GHz


Sumário

o Introdução

o O Semicondutor


o O Transistor MOS


o Desafios Futuros

o Conclusões

50


Desafios Futuros – ULV and ULP

Ultra low-voltage for Energy Harvesting




51




LCI – UFSC:

Carlos Galup-Montoro

Marcio Schneider

Fernando Rangel


Desafios Futuros – FinFET for Analog ?

Electronic Design Magazine – Jan. 18, 2013

16nm/14nm FinFETs: Enabling The New Electronics Frontier

Chi-Ping Hsu – Cadence Senior Vice President

…

Like any new technology, FinFETs pose some design challenges, especially for custom/analog designers. One is sometimes called "width quantization" and it stems from the fact that FinFETs work best as regular structures placed on a grid. Standard cell designers can change the width of a planar transistor, but they cannot change the height or width of a fin, so the best way to increase drive strength is to add more fins. This must be done in discrete increments - you can't add three-quarters of a fin.

Another challenge stems from the 3D topology itself, which increases the number of resistance (R) and capacitance (C) parasitics that must be extracted and modeled. No longer can designers just model transistor length and width - the Rs and Cs inside the transistor, including local interconnect, fins, and gates, are critical for predicting the transistor's behavior.

…

52



Design & Reuse Magazine - Industry Expert Blogs- Feb. 27, 2013

Is 20-nm planar a stepping stone to FinFET's; can analog IP be re-used?

Navraj Nandra - Synopsys Senior Director Marketing, Analog/Mixed Signal IP

Word has it that 14-nm or 16-nm fInFET processes are based on a planar CMOS 20-nm “back-end-of-line”. We’ll get into what back-end-of-line means in a later blog post. For now consider what the first statement implies since it is touted in the industry as a “fast and low risk ramp to finFET’s”, that the expertise developed for a 20-nm analog/mixed-signal IP design could be leveraged. But is this really be true? And is this the right question? IP reuse is about time to market, however, what an analog/mixed-signal designer really cares about is to get performance by the realization of higher fT and fmax, achieved by higher transconductance, output resistance, low gate capacitance and resistance. Nothing new here – this is our daily job as analog designers. The consumer of the IP, in many cases the SoC architect not only cares about time to market but also power, performance and area. Plus the IP must work on the first instantiation. The last two points are opening up new design possibilities for the analog designer. Going back thirty years, the initial CMOS circuits were based on the bipolar equivalents but over time new techniques such switched capacitor circuits started to appear as analog designers started to exploit the property of MOSFETS. We are at the same juncture with finFET’s. …



DAC 2013 – Austin, Texas – Technical Panel

o Topic Area: Analog/Mixed-Signal/RF Design

o Summary:

o FinFET devices have emerged as the winner for process nodes beyond 20nm. The advantages are too compelling to ignore. However what’s great for SoC is a real challenge for analog. With sub-threshold currents near zero and virtually no bias control capability, suddenly the analog designer will have to throw out the old schematics and really start to rethink the problem. The big question: How quickly will mainstream analog design find its way into FinFET-driven logic processes?

o Moderator: Ron Wilson / Altera Corp., San Jose, CA

o Panelists: Anirudh Devgan / Cadence Design Systems, Inc., Austin, TX

Scott Herrin / Freescale Semiconductor, Inc., Austin, TX

Navraj Nandra / Synopsys, Inc., Mountain View, CA

Eric Soenen / TSMC Ltd., Austin, TX

53


Conclusões

o Eletrônica revolucionou o desenvolvimento tecnológico das nações

o A rápida evolução da eletrônica resulta de esforços em diversas áreas:

– Circuitos analógicos

– Circuitos digitais

– Processos de fabricação

– Novos dispositivos

– Ciência dos materiais

o Circuitos analógicos e digitais compartilham o mesmo chip, se

complementando em suas funcionalidades (SoC)

o Eletrônica continua evoluindo, enfrentando novos desafios:

– Redução de consumo

– Redução de tensão de alimentação

– Aumento de frequência

– Aumento de robustez