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Diseño de Circuitos Integrados en Tecnología CMOS
Curso de Posgrado
Diseño de Circuitos Integrados Digitales en Tecnología CMOS
Descripción
El objetivo fundamental de esta materia es introducir los fundamentos
básicos de diseño de circuitos integrados digitales de gran escala de
integración (VLSI) en tecnología CMOS. Se estudian los principios
básicos de la tecnología CMOS, modelos, etapas básicas y estructuras de
sistemas digitales.
Durante el curso se realizará un proyecto en el cual el alumno deberá
diseñar, simular y producir el layout de un circuito integrado, el cual
luego testearán.
Duración
Diez semanas de clase, 8 horas semanales. Período de dictado: Principio
de Agosto a la primer semana de Octubre.
Profesor
Dr. Pedro Julián, Ing. Pablo Mandolesi
Audiencia
El curso está destinado a los
Eléctrica y Control de Sistemas.
posgrados
de
Ingeniería,
Ingeniería
Programa Analítico
1.
Revisión: Física de Semiconductores ([1], Cap. 2)
a.
b.
c.
d.
2.
Semiconductores puros
Generación, recombinación y Equilibrio Térmico
Dopado
Transporte de portadores
Tecnología de Microfabricación
a.
Procesos de Fabricación: (Error! Reference source not found.,
Cap. 2. Adicional: [3])
A. Oxidación
B. Difusión
C. Implantación de iones
D. Deposición
E. Etching
F. Fotolitografía
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Diseño de Circuitos Integrados en Tecnología CMOS
b.
3.
El transistor MOS ([2], Cap. 5. Adicional: [1])
a.
b.
c.
d.
e.
4.
Reglas básicas y tipos de reglas
Reglas escalables (SCMOS)
Extracción y Verificación
Modelo Digital de un transistor MOS ([2], Cap. 10)
a.
b.
7.
Resistencia, inductancia y capacidad
Aspectos básicos de Layout de Circuitos Integrados ([4], Cap. 3)
a.
b.
c.
6.
Capacidades
Tensión de umbral
Características I-V
Modelo de Spice
Layout
Elementos Parásitos ([2], Cap. 7)
a.
5.
Máscaras ([2], Caps. 2, 3 y 4)
A. El Well
B. Niveles de metal
C. Niveles Activo y Polisilicio
Modelo
Conexiones serie
Etapas Básicas Digitales
a.
El Inversor ([2], Cap. 11. Adicional: [5]
A. Características de DC
B. Características de conmutación
C. Layout
D. Dimensionamiento
E. Otras configuraciones
b.
Compuertas Lógicas estáticas ([2], Cap. 12. Adicional: [5])
A. Características de compuertas NAND y NOR
B. Layout
C. Características de conmutación
D. Compuertas complejas
c.
Llave de transmisión y Flip-Flops ([2], Cap. 13. Adicional:
[5])
A. El transistor de paso
B. Compuerta de paso CMOS
C. El flip-flop
d.
Compuertas dinámicas ([2], Cap. 14. Adicional: [5])
A. Fundamentos
B. Lógica CMOS con reloj
8.
Conceptos
para
Adicional:[6])
a.
b.
c.
Construcción
Celdas
Distribución
A.
B.
C.
D.
el
diseño
de
chips
VLSI
([4],
Cap.
6.
de bloques
del chip
Mapa de distribución
Interconecciones
Pads
Distribución global de señales y alimentación
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Diseño de Circuitos Integrados en Tecnología CMOS
9.
Proyecto
Bibliografía
[1]
R. T. Howe, C. G. Sodini, Microelectronics, An Integrated
Circuits Approach, Prentice Hall Electronic and VLSI Series,
1997, ISBN: 0-13-588518-3
[2]
R. J. Baker, H. W. Li, D. E. Boyce, CMOS: Circuit Design,
Layout, and Simulation, IEEE Press Series on Microelectronic
Systems, Prentice Hall of India, 2002. ISBN: 81-203-1682-7.
[3]
R. C. Jaeger, Introduction to Microelectronic Fabrication,
Addison-Wesley Publishing Company, 1993. ISBN: 0-201-14695-9.
[4]
J. P. Uyemura, Physical Design of CMOS Integrated Circuits
using L-Edit, PWS Publishing Company, 1995. ISBN 0-534-943268.
[5]
J. M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic, Digital
Integrated Circuits, Prentice Hall Electronics and VLSI
Series, 2003. ISBN: 0-13-597444-5
[6]
J. Franca and Y. Tsividis (Editors), Design of VLSI
Circuits for Telecomunication and Signal Processing, Prentice
Hall, 1993.
Material de lectura adicional
[1]
M. M. Mano, Digital Design, Prentice Hall, 2002. ISBN: 013-062121-8.
[2]
Robert
W.
Keyes,
“Fundamental
Limits
of
Silicon
Technology”, Proc. of the IEEE, March 2001, Vol. 89, No. 3,
pp. 227-239.
[3]
P. Chandrakasan, S. Sheng, R. W. Brodersen, “Low-Power CMOS
Digital Design”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, April
1992, Vol. 27, No. 4, pp. 473-484.
[4]
Neil Weste, Kamran Eshraghian, “Principles of CMOS VLSI
Design: A System Perspective”, Second edition, Addison Wesley,
1992.
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