Einführung zur Vorlesung Analoge CMOS-Schaltungen PDF
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Vorbereitung zur Prüfung „Analoge CMOS-Schaltungen“ Roland Pfeiffer Einführung zur Vorlesung „Analoge CMOS-Schaltungen“ Roland Pfeiffer 1. Vorlesung Analoge CMOS-Schaltungen Folie 2 Roland Pfeiffer Einführung Analog-Schaltungen dienen meist zur Vermittelung zwischen analoger Außenwelt und Digital-Schaltungen Elektronik Analog analoge Digital Außen- welt Analog Analoge CMOS-Schaltungen Folie 3 Roland Pfeiffer Einführung Mixed-Signal-ICs, d.h. analoge und digitale Schaltungen werden gemeinsam integriert Analoge CMOS-Schaltungen Folie 4 Roland Pfeiffer Einführung Chipfläche eines Mixed-Signal-ICs: Digital Analog Analoge CMOS-Schaltungen Folie 5 Roland Pfeiffer Einführung Entwicklungszeit eines Mixed-Signal-ICs: Digital Analog Analoge CMOS-Schaltungen Folie 6 Roland Pfeiffer Einführung Gründe für dieses Mißverhältnis Chipfläche-Entwicklungszeit: - mangelnde Unterstützung durch CAD im Analog-Bereich - „Expertenwissen“ im Analog-Bereich - viel mehr Spezifikationen als bei Digital-Schaltungen - „low-voltage, low-power“ Problematik (z.B. für „Handys“) - große Einarbeitungszeit in neue Anwendungsgebiete - stärkere Layoutabhängigkeit bei Analogschaltungen Analoge CMOS-Schaltungen Folie 7 Roland Pfeiffer Einführung Gründe für diese Gründe im Studium: - verbesserungswürdige Ausbildung von Studenten auf Transistor-Ebene (nicht auf System-Ebene !!) - weitgefächertes Feld von Analogschaltungen: Verstärker, Komparatoren, Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler, Oszillatoren, Phase-Locked-Loop, Filter-Schaltungen, Sensorik, Aktuatorik ... in CMOS-, Bipolar-, BiCMOS-, GaAs-Technologie Analoge CMOS-Schaltungen Folie 8 Roland Pfeiffer Schaltungen: digital Schaltungen: digital Digitale Schaltungen werden meist nach ihrem zeitlichen Verhalten beurteilt. Dies wird simuliert als Großsignalverhalten in einer transienten (zeitlichen) Analyse. Das digitale Ausgangssignal U hängt von den A digitalen Eingangssignalen U ab ! E kein zeitlich fester Arbeitspunkt bei digitalen Schaltungen! Beispiel für digitale Schaltungen: Einfacher MOS-R-Inverter mit Kondensatorlast (Hoffmann-Buch S.328 „VLSI-Entwurf“, S.263 „Systemintegration“) Analoge CMOS-Schaltungen Folie 9 Roland Pfeiffer Schaltungen: analog Schaltungen: analog Analoge (Verstärker-)Schaltungen werden meist nach ihrem Frequenzverhalten beurteilt. Dies wird simuliert als linearisierte Kleinsignalverhalten um einen zeitlich festen Arbeitspunkt in einer Kleinsignal (AC)-Analyse. Beispiel für analoge Schaltungen: zunächst auch: Einfacher MOS-R-Inverter mit Kondensatorlast als Spannungsverstärkerschaltung Problem: linearisierte Kleinsignalverhalten ???? um einen zeitlich festen Arbeitspunkt ???? Analoge CMOS-Schaltungen Folie 10 Roland Pfeiffer
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