Σχεδίαση Ολοκληρωµένου Μίκτη Σε Τεχνολογία Cmos 0.35µm

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωµατικής εργασίας ήταν η σχεδίαση ενός ολοκληρωµένου downconversion µίκτη στην τεχνολογία CMOS 0.35µm της εταιρείας AMS. Για το σκοπό αυτό µελετήθηκαν και αναλύθηκαν καταρχήν οι βασικές λειτουργικές παράµετροι ενός τέτοιου κυκλώµατος, προκειµένου να αναδειχθούν οι σχέσεις που τις συνδέουν µε τα στοιχεία του κυκλώµατος, όπως επίσης και οι συµβιβασµοί µεταξύ αντικρουόµενων απαιτήσεων που είναι απαραίτητο να γίνουν κατά την υλοποίηση ενός ολοκληρωµένου µίκτη για τηλεπικοινωνιακές εφαρµογές.Προκειµένου να επιλεγεί η προσφορότερη τοπολογία για την υλοποίηση του κυκλώµατος, χρειάστηκε να περιγραφούν τα βασικά πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα αρκετών βασικών κυκλωµατικών διατάξεων που αναφέρονται στη διεθνή βιβλιογραφία και έχουν βρει πληθώρα εφαρµογών. Η τελικά επιλεγείσα τοπολογία χρειάστηκε να τροποποιηθεί σε ορισµένα κρίσιµα σηµεία προκειµένου να ικανοποιηθούν συγκεκριµένες προδιαγραφές, ενώ µπορέσαµε να αναδείξουµε την καταλληλότητά της και για ακόµη απαιτητικότερες εφαρµογές.Για την αξιολόγηση των επιδόσεων του τελικού κυκλώµατος πραγµατοποιήθηκε πληθώρα διαφορετικών αναλύσεων και προσοµοιώσεων, ώστε να εκτιµηθεί η εξάρτηση των βασικότερων λειτουργικών χαρακτηριστικών της σχεδίασης από παράγοντες όπως είναι η θερµοκρασία, η τάση τροφοδοσίας και η συχνότητα λειτουργίας. Καταβλήθηκε επίσης προσπάθεια για την ελάττωση του δείκτη θορύβου του κυκλώµατος, η οποία βασίστηκε κυρίως στην επαλήθευση ενός αναλυτικού µοντέλου για το θόρυβο στους ενεργούς µίκτες. Κατ'αυτόν τον τρόπο µπορέσαµε επίσης να αντιληφθούµε τους περιορισµούς του παραπάνω µοντέλου εξαιτίας της µη ικανοποίησης των υποθέσεων στις οποίες βασίζεται.Πραγµατοποιήθηκε επίσης µελέτη της επίδρασης των µη ιδανικών χαρακτηριστικών και των κατασκευαστικών ανοχών της χρησιµοποιούµενης τεχνολογίας, µέσα από την ενσωµάτωση στην περιγραφή του κυκλώµατος µη ιδανικών παθητικών στοιχείων και τη χρησιµοποίηση τριών διαφορετικών µοντέλων για τα τρανζίστορ. Προσοµοιώθηκαν τέλος οι επιπτώσεις στις επιδόσεις της σχεδίασης από τα αναπόφευκτα µη ταιριάσµατα µεταξύ διαφορικών ζευγαριών τρανζίστορ σε κρίσιµα σηµεία του κυκλώµατος. Η αναφορά αυτή ολοκληρώνεται µε την περιγραφή προτάσεων για περαιτέρω εργασία και αξιολόγηση της σχεδίασης.Όλα τα σχεδιαστικά βήµατα, καθώς επίσης και οι προσοµοιώσεις της συµπεριφοράς του κυκλώµατος, πραγµατοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Σχεδιασµού Μικρoηλεκτρονικών Κυκλωµάτων µε τη βοήθεια του προγράµµατος λογισµικού CADENCE.