Zakłócenia sprzężenia podłożowego w układach scalonych CMOS

• Autorzy: Białko M. , Felendzer Z. , Solecki M.

Warianty tytułu

EN

Substrate coupling noise in CMOS Intergrated Circuits

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Temat artykułu stanowią zagadnienia modelowania sprzężenia podłożowego w układach scalonych CMOS. Zakłócenia sprzężenia podłożowego mają istotne znaczenie w mieszanych: cyfrowo-analogowych układach scalonych, ponieważ prąd wstrzykiwany do wspólnego podłoża układu z dużej liczby przełączanych jednocześnie elementów cyfrowych może zakłócić działanie podzespołu analogowego. Zaprezentowana została metoda modelowania podłoża oparta na funkcji Greena, która pozwala projektantom wygenerować model podłoża na podstawie danych geometrycznych projektu topografii oraz danych technologicznych procesu. Na podstawie symulacji komputerowej dwóch mieszanych układów scalonych (oscylator pierścieniowy i "analogowy" tranzystor, macierz inwerterów i źródło prądowe) pokazano zakłócający wpływ części cyfrowej projektu na część analogową. Szczególną uwagę zwrócono na efektywność pierścieni zabezpieczających wykonanych w projektach topografii w celu minimalizacji zakłóceń.

EN

The main subject of this paper are issues of a modeling of a substrate coupling in CMOS Integrated Circuits. The substrate coupling noise is important in mixed analog-digital ICs, because the current injected to the chips substrate from a large number of simultaneously switched digital elements can cause a malfunction of sensitive analog elements of the system. The Green function method that provides designers with a parasitic model of the substrate is presented. This method performs IC substrate discretization basing on the geometric layout of the circuit and technology parameters specific for the given process. Two basic mixed-signal examples are presented to show an injurious influence of the substrate coupling on an analog part of a design. These examples are a ring osxillator with a single transistor and a matrix of 100 simultaneously switched inwerters with a current source. In addition, attention is drawn to guarding ring and their effectiveness is discussed.

Słowa kluczowe

PL

funkcja Greena; pierścienie ochronne; sprzężenie podłożowe; układy scalone CMOS

EN

CMOS integrated circuits; Green function; guarding rings; substrate coupling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 43, nr 6
• Strony: 28--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Białko M.

• Zakład Układów Elektronicznych, Wydział ETI PG

autor

Felendzer Z.

• Zakład Układów Elektronicznych, Wydział ETI PG

autor

Solecki M.

• Zakład Układów Elektronicznych, Wydział ETI PG

Bibliografia

• 1. R. Gharpurey, R. G. Meyer: Analysis and Simulation of Substrate Coupling in Integrated Circuits, International Journal of Circuits Theory and Applications, vol. 23, 1995, pp. 381-394.
• 2. R. Gharpurey: Modeling and Analysis of Substrate Coupling in Integrated Circuits, rozprawa doktorska, Uniwersytet Kalifornijski, Berkeley 1995.
• 3. R. Gharpurey, R. G. Meyer: Modeling and Analysis of Substrate Coupling in Integrated Circuits, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 31 , March 1996, pp. 344-353.
• 4. A. Guziński : Liniowe elektroniczne układy analogowe, WNT, Warszawa 1993.
• 5. Substrate Coupling Analysis User Guide, Product Version 4.4.6, April 2001, Cadence Design System, San Jose, USA.
• 6. I. L. Wemple, A. T. Yang: Integrated Circuits Substrate Coupling Models Based on Voronoi Tesselation, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 14, No. 12, December 1995, pp. 1459-1469.
• 7. J. P. Costa, M. Chou, L. M. Silveira: Efficient Techniques for Accurate Modeling and Simulation of Substrate Coupling in Mixed-Signal IC's, IEEE Transactions on Computer-Aided Design ot Integrated Circuits and Systems, vol. 18, No. 5, May 1999, pp. 597-607.
• 8. M. Solecki: Badania zakłóceń sprzężenia podłożowego w mieszanych analogowo-cyfrowych układach scalonych CMOS, Rozprawa doktorska, Wydział ETI PG, Gdańsk 2002.
• 9. M. Solecki, Z. Felendzer: Analysis ot Substrate Coupling Effect in Mixed Analog-Digital CMOS Integrated Circuits, 16th International Wrocław Symposium and Exhibition on Electromagnetic Compatibility, Wrocław, 25-28 June 2002.