Zakłócenia w układach scalonych typu mix-mode

• Autorzy: Gryboś P.

Warianty tytułu

EN

Digital noise in mix-mode integrated circuits

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Układy scalone typu mix-mode są układami, w których obok precyzyjnych bloków analogowych pracują złożone bloki cyfrowe. Pracujące bloki cyfrowe są źródłem zakłóceń dla układów analogowych zintegrowanych na tym samym układzie scalonym. W pracy podano sposoby minimalizacji zakłóceń generowanych przez bloki cyfrowe. Opisane są sposoby ograniczające rozchodzenie się tych zakłóceń w obrębie układu scalonego poprzez odpowiednie ekranowanie i stosowanie pierścieni ochronnych. Analizowane są również bloki analogowe pod kątem odporności na omawiane zakłócenia. Szczegółowe rozwiązania projektowe na poziomie schematu i rysowania masek układu scalonego przedstawione są na przykładzie układu scalonego RX64 typu mix-mode zrealizowanego w technologii CMOS 0,8 (mikro)m przeznaczonego do odczytu paskowych detektorów krzemowych.

EN

The mix-mode integrated circuits contain both high performance analogue circuits and complicated digital blocks. Working digital circuits are source of digital noise, which disturbs analogue circuits placed on the same integrated circuits. This paper describes the rules for switching noise minimisation. Techniques of isolation for reduction of noise transmission and techniques to increase the immunity of analogue circuits are discussed. Detailed solutions on schematic and layout level are analysed for RX64 mix-mode integrated circuit, manufactured in 0,8 (micro)m CMOS technology and dedicated to readout of silicon strip detector

Słowa kluczowe

PL

zakłócenia; układy scalone typu mix-mode

EN

digital noise; mix-mode integrated circuit

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Elektrotechnika i Elektronika
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 22, z. 1
• Strony: 47--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Gryboś P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Elektroniki Jądrowej

Bibliografia

• [1] Blalack T.: Design techniques to reduce substrate noise. [In:] Huijsing J., van de Plassche R., Sansen W. (Eds), Analog circuit design. Volt electronics; mixed-mode systems; low-noise and RF power amplifiers for telecommunication, Boston, Kluwer Academic Publishers 1999, 193–217
• [2] Su K., Loinaz M.J., Masui S., Wooley B.A.: Experimental results and modeling techniques for substrate noise in mixed-signal integrated circuits. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-28, No. 4, 1993, 420_430
• [3] Marciniak W.: Przyrządy półprzewodnikowe MOS. Warszawa, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1991
• [4] Gharpurey R.: Modeling and analysis of substrate coupling in integrated circuits. Electronics Research Laboratory, College of Engineer ing, University of California, Berkeley 1995 (Ph.D. dissertation)
• [5] Ingels M., Steyaert M.: Design strategies and decoupling techniques for reducing the effects of electrical interference in mixed-mode IC's. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-32, No. 7, 1997, 1136–1141
• [6] Makie-Fukuda K., Kikuchi T., Matsuura T., Hotta M.: Measurement of digital noise in mixed-signal integrated circuits. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-30, No. 2, 1995, 87–92
• [7] Clement F.: Substrate noise coupling analysis in mixed-signal ICs. Presentation from the Workshop on Substrate-Noise Coupling in Mixed-Signal ICs, IMEC, Leuven, Belgium, September 5–6, 2001
• [8] Nauta B., Hoogzaad G.: Substrate bounce in mixed-mode CMOS. [In:] Huijsing J., van de Plassche R., Sansen W. (Eds), Analog circuit design. Volt electronics; mixed-mode systems; low-noise and RF power amplifiers for telecommunication, Boston, Kluwer Academic Pu blishers 1999, 157–171
• [9] Heijningen M., Compiet J., Wambacq P., Donnay S., Engels M.G.E., Bolsens I.: Analysis and experimental verification of digital substrate noise generation for epi-type substrates. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-35, No. 7, 2000, 1002–1008
• [10] Pedder D.: Interconnection and packaging of solid-state circuits. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-24, No. 3, 1989, 698–703
• [11] Baker J., Li H., Boyce D.: CMOS circuit design, layout, and simulation. Piscataway, NJ, USA, IEEE Press 1998
• [12] Schmereck T.: Practical aspects in analog & mixed-mode IC design. Laussanne, Switzerland, EPFL Electronics Laboratories Advanced Engineering Course CMOS & BiCMOS IC Design ’99: Practical Aspects in Analog and Mix-Mode ICs 1999
• [13] Meyer R., Mack W.: A 1-GHz BiCMOS RF front-end IC. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-29, No. 3, 1994, 350–355
• [14] Pelgrom M., Jeanet Rens A.C., Vertregt M., Dijkstra M.B.: A 25-Ms/s 8-bit CMOS A/D converter for embedded application. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-29, No. 8, 1994, 879—886
• [15] Meyer R., Mack W.: A wideband low-noise variable-gain BiCMOS transimpedance amplifier. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-29, No. 6, 1994, 701—706
• [16] Makie-Fukuda K., Maeda S., Tsukada T., Matsuura T.: Substrate noise reduction using active guard band filters in mixed-signal integrated circuits. IEICE Tran. Fundamentals, vol. E80 A, No. 2, 1997, 313–320
• [17] Grybos P., Low Noise Multichannel Integrated Circuits in CMOS Technology for Physics and Biology Applications. Rozprawy Monografie 117, Kraków, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH 2002
• [18] Sansen W.: Integrated low-noise amplifiers in CMOS technology. Nucl. Instr. and Meth., vol. A253, 1987, 427-433
• [19] Białas W., Dąbrowski W., Gryboś P., Idzik M.: Multichannel low noise, low power analogue readout chip for silicon strip detector. [In:] Napieralski A. et al. (Eds), Moxed design of integrated circuits and systems. Analog circuit design. Boston, Kluwer Academic Publishers 1998, 3–8
• [20] Allen P., Holberg D.: CMOS Analog Circuit Design. Fort Worth, USA, Holt, Rinehart and Winston 1987
• [21] Horowitz P., Hill W.: The Art of Electronics. New York, USA, Cambridge University Press 1993
• [22] IEEE Std 1596.3-1996, IEEE Standard for Low-Voltage Differential signals (LVDS) for Scalable Coherent Interface (SCI)
• [23] Gryboś P., Dąbrowski W.: Development of fully integrated readout system for high count rate position-sensitive measurements of X-rays using silicon strip detectors. IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 48, No. 3, 2001, 466–472
• [24] Rice S.O.: Mathematical analysis of random noise. Bell System Tech. J., 24, 1945