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CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS AVANZADOS:
CIRCUITOS ANALÓGICOS, MICROSENSORES Y MEMS
Curso de Posgrado
Circuitos Integrados CMOS Avanzados: Circuitos Analógicos,
Microsensores y MEMS
Descripción
Los objetivos fundamentales de este curso son: comprender y diseñar etapas analógicas
básicas, incluyendo referencias de tensión y corriente; dar los fundamentos básicos del
diseño de filtros analógicos basados en transconductores; introducir al estudiante en el
modelo de “subthreshold” del transistor, y en sus aplicaciones a circuitos de bajo
consumo; dar los principios de fabricación de sistemas MEMS y sus aplicaciones al
desarrollo de microsensores.
Durante el curso se realizará un proyecto en el cual el alumno deberá diseñar, simular y
producir el layout de un circuito integrado. A su vez, se realizarán experiencias prácticas
de mediciones sobre circuitos integrados existentes.
Duración
Siete días de clase, 56 horas. Se trata de un curso intensivo dictado durante el desarrollo
de la Escuela de Microelectrónica, Tecnología y Aplicaciones (EAMTA 2006).
Profesor
Dr. Carlos Dualibe, Universidad Católica de Córdoba
Dr. Hernán Pastoriza, Instituto Balseiro, Bariloche
Audiencia
El curso está destinado a alumnos de posgrado con conocimientos previos de electrónica.
El curso es pertinente a los posgrados de Ingeniería, Control de Sistemas e Ingeniería
Eléctrica de la Universidad Nacional del Sur.
Actividades
El curso se compone de clases teóricas, y una serie de sesiones experimentales de
laboratorio, en las cuales se ensayarán y caracterizarán dispositivos. Para la aprobación
del curso, los estudiantes deberán realizar un informe que puede incluir el diseño de una
estructura sobre un circuito integrado, y su caracterización post-fabricación.
Programa Analítico
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Junio de 2006
CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS AVANZADOS:
CIRCUITOS ANALÓGICOS, MICROSENSORES Y MEMS
I.
Diseño de Filtros GM-C en tecnologías CMOS
Introducción. Historia y Perspectiva-Ejemplos de Aplicación
El Transconductor Ideal y el Real
Procesamiento de Señal con Transconductores. Emulación de componentes pasivos.
Metodología de Síntesis de filtros GM-C: Filtros de Variables de Estado, Basado en
Giradores y en Cascada de Secciones Bicuadráticas.
Errores de fase del integrador y su influencia en la performance de los filtros.
Optimización del rango dinámico de filtros. Ajuste de escala.
Transconductores CMOS y BiCMOS. Técnicas de Linealización: Degeneración de
surtidor, OTA don transistores saturados, Pseudo diferenciales, Circuitos de Reacción
de Modo Común y de Rechazo de Modo Común. Bias Adaptivo. Transconductores de
muy bajo valor.
Ejemplos de Diseño
Nociones sobre Sintonía Automática: sintonía de la transconductancia, de la
frecuencia de corte del filtro y del Q del filtro. Ejemplos
II.
Referencias de voltaje CMOS
Introducción.
Consideraciones generales.
Parámetros para especificar una referencia.
Polarización independiente de la fuente de alimentación.
Dependencia con la temperatura del transistor MOS.
Generación de voltajes y corrientes CTAT y PTAT.
Referencias CMOS: distintas implementaciones que no usan el principio de bandgap.
III.
Sistemas MEMS y Microsensores
Introducción a la tecnología MEMS. Ejemplos y aplicaciones. Capacidades y
limitaciones.
Procesos de fabricación de MEMS.
Litografía. Conceptos básicos, y tecnologías utilizadas. Posibilidades y limitaciones.
Procesos aditivos: Surface micromachining. Deposición de películas delgadas.
LIGA. Electrodeposición.
Procesos sustractivos: Bulk micromachining. Ataque anisotrópico.
Estructuras básicas. Sensores y transductores. Métodos de sensado y actuación.
IV.
Diseño de Circuitos Integrados Analógicos de Bajo Consumo
Régimen de subthreshold
Conceptos básicos, posibilidades
Etapas básicas circuitales de bajo consumo
Método de diseño Gm/I
Bibliografía
[1] J. Kardontchik, “Introduction to the Design of Transconductor-Capacitor Filters”, Kluwer
Academic Publishers, ISBN: 0-7923-9195-0, 1992.
[2] J. Davis and K. Martin, Analog Integrated Circuit Design, Ed.: John Wiley and Sons, ISBN: 00471-14448-7, 1997.
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ISBN: 0-07-036060-X, ©1994.
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CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS AVANZADOS:
CIRCUITOS ANALÓGICOS, MICROSENSORES Y MEMS
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