Разработка схемотехнических методов построения ИМС с улучшенными технико-экономическими показателями для систем радиотелекоммуникации

• Автор: Кобзев, Юрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1 .ТЕНДЕНЦИИ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ДЛЯ УСТРОЙСТВ РАДИОТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
1.1. Пути улучшения техникоэкономических показателей микросхем для радиотелекоммуникационного оборудования

1.2. Структу рные схемы радиотелекоммуникационых устройств

1.3. Цифровые методы в построении элементов структурных схем

1.4. Проблемы использования сверхнизкого напряжения питания

1.5. Снижение стоимости радиотелекоммуникационных ИС за

счет снижения стоимости изготовления

1.6. Задачи улучшения техникоэкономических показателей за

счет совершенствования отдельных узлов

1.7. Выводы и постановка задачи
2. РАДИОЧАСТОТНЫЕ КРЕМНИЕВЫЕ КМОП СХЕМЫ СО СВЕРХНИЗКИМ АПРЯЖЕНИЕМ ПИТАНИЯ
2.1. Принцип построения радиочастотных КМОП схем со сверхнизким напряжением питания
2.2. Базовое звено
2.3. Звенья на основе комплементарных транзисторов
2.4. Прочие элементарные радиочастотные схемы со
сверхнизким напряжением питания
2.5. Способы построения широкополосных усилительных
каскадов на основе базовых звеньев
2.6. Численное моделирование широкополосного усилительного каскада со сверхнизким напряжением питания
2.7. Численное моделирование дифференциального широкополосного усилительного каскада
2.8. Способы построения усилительных каскадов на ком плементарн ы х звеньях
2.9. Численное моделирование широкополосного усилительного каскада на основе комплементарных звеньев
2 Численное моделирование узкополосного каскодного усилительного каскада
2 Смесители со сверхнизким напряжением питания
2 Активные ЧС полосовые фильтры со сверхнизким напряжением питания
2 Численное моделирование активных КС фильтров
2 Выводы
3. ВЫСОКОЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ШИРОКОПОЛОСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА ОСНОВЕ СаАэ ПТШ
3.1. Принцип потенциального зеркала
3.2. Построение высоколинейных усилительных каскадов на основе принципа потенциального зеркала
3.3. Сравнительный анализ способов построения усилительных каскадов с точки зрения линейности
3.4.Численное моделирование усилительных каскадов
3.5. Выводы
4. АНАЛОГОВЫЕ ПЕРЕМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ С РАСШИРЕННЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ДИАПАЗОНОМ НА ОСНОВЕ ОаАэ ПТШ
4. Е Подходы к построению перемножигелей напряжения
4.2. Сравнение архитектур перемножигелей с точки зрения точности выполнения операции
4.3. Элемент с квазиквадратичной проходной характеристикой
4.4. Численный расчет эффективности применения элемента
4.5. Практическая схема элемента
4.6. Анализ влияния других неидеапьностей на точность перемножителя
4.7. Численное моделирование различных типов перемножигелей
4.8. Выводы
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КРЕМНИЕВОЙ КМОП ИНТЕГРАЛЬНОЙ
СХЕМЫ КОНВЕРТОРА РАДИОЧАСТОТЫ
5.1 Описание микросхемы
5.2 Особенности построения отдельных блоков конвертора
5.3 Макет цифровою приемника
5.4 Однокристальный цифровой КМОП приемник
5.5 Выводы
ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Существенное повышение линейности широкополосных усилителей может быть достигнуто за счет предложенных новых схемотехнических решений, основанных на использовании принципа потенциального зеркала. Точность перемножения в аналоговых пере множителях на основе ОаАз ГГПП может быть повышена в несколько раз за счет использования разработанного элемента с квазиквадратичной проходной характеристикой. Апробация работы. Основные результаты работы доклады вались на Московской конференции Студенческая научная осень г. Москва, ноябрь г. Всероссийской научнотехнической конференции Электроника и информатика г. Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 5и статьях, тезисах 2х докладов на научнотехнических конференциях, патента РФ на изобретение и научнотехническом отчете НИР. Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемой литературы. Диссертация изложена на 2 листах основного текста, содержит рисунков и 8 таблиц к основному тексту, списка литературы из 8 наименований. Одним из стремительно развивающихся направлений в микроэлектронике является разработка интегральных схем, предназначенных для применения в беспроводных системах телекоммуникаций. Это прежде всего связано с растущим спросом современного рынка на портативные средства радиотелекоммуникации. В то же время, достаточно жесткая конкуренция на рынке радиотелекоммуникационных услуг требуег непрерывного снижения стоимости, улучшения технических характеристик и повышения функциональной насыщенности радиотелекоммуникациошюго оборудования в том числе и портативного. Естественным путем комплексного решения этих задач является повышение степени интеграции применяемых в этих устройствах интегральных схем ИС и снижение себестоимости их производства. Снижение стоимости изготовления интегральных схем может быть достигнуто за счет использования относительно дешевых технологических процессов, применяемых для массового производства интегральных схем. На сегодняшний день такими процессами являются технологические процессы изготовления кремниевых КМОП цифровых ИС. Поэтому усилия разработчиков аналоговых интегральных схем направлены на проектирование схем, совместимых со стандартными цифровыми кремниевыми КМОП технологическими процессами. Исключение не составляют и схемы, применяемые в радиотелекоммун и кационном оборудовании. Повышение степени интеграции устройств радиотелекоммуникации состоит в объединении цифровых и аналоговых частей на одном кристалле. Несмотря на возникающие при этом дополнительные проблемы, связанные с так называемым цифровым шумом, который может быть минимизирован с помощью соответствующего разделения цифровых и аналоговых частей 1, этот путь ведет к дальнейшей миниатюризации и снижению стоимости устройств радиотелекоммуникации. Снижение стоимости устройств радиотелекоммуникации в целом, может быть достигнуто также за счет отказа от использования относительно дорогостоящих внешних навесных элементов. Этою можно достичь двумя способами. Первый способ заключается в построении интегральных аналогов внешних навесных элементов и последующей их интеграции в составе микросхемы. Второй способ состоит в применении таких структурных решений, которые позволяют вообще отказаться от использования дорогостоящих навесных элементов или их интегральных аналогов без ухудшения технических характеристик. Второй способ может выдвинуть дополнительные требования к отдельным узлам в составе интегральной схемы. В портативных устройствах радиотелекоммуникации важную роль в снижении стоимости эксплуатации и улучшении массогабаритных показателей играет минимизация потребляемой мощности. В частности, заметный выигрыш достигается при использовании в устройстве микросхем, напряжение питания которых лежит в пределах 0. В одноэлементное питание. Рис. Техникоэкономические показатели ИМС должны оцениваться но совокупности технических и стоимостных характеристик блоков и устройств в целом включая совокупность необходимых навесных элементов, построенных на их основе. На рис. Эти пути отражают основные тенденции развития современных интегральных схем для систем радиотелекоммуникации.