Intro_AMSHK_ADS

IntroduzioneallatecnologiaAMS-S35
eall’usodiADS
Sommario
•  TecnologiaAMS-S35(0,35µmHBTBiCMOS)
•  AmbienteADS(AdvancedDesignSystem)
–  StruGuradelprogramma
–  FlussobasediuJlizzo
•  Lab.1:caraGerizzazionediuntransistorenmosrf
–  AnalisiDCeAC
TecnologiaAMS-S35
•  Processobase:0,35µm3P3MBiCMOS
–  Transistoribipolarihigh-speedHBT
(HetorojuncJonBipolarTransistor)conbasein
SiGe
•  Tensionealimentazione3,3V(standard)e5V
(opzionale)
•  23÷31maschereinbasealleopzionirichieste
(5VHBT,5VCMOS,ThickMetal,...)
TecnologiaAMS-S35:crosssecJon
MIM: Metal-Insulator-Metal Capacitor
ILD: Inter-Layer Dielectric
IMD: Inter-Metal Dielectric
ModellipersimulazioneRF
•  SimulazionecircuiJRFrichiedemodellimolto
accuraJdeicomponenJaXviepassivi
•  EstrazionemodelliRFprocessolungoecostoso
–  VieneeffeGuatosoloperunsoGoinsiemedei
disposiJvirealizzabiliinunadatatecnologia
–  ModelliRFrisultanoperciòvalidisoloperben
specificaJintervallideirelaJviparametrigeometrici
–  Vincolonell’esplorazionedellospaziodiprogeGo
TransistorebipolareverJcale(1)
•  VBIC(VerJcalBipolarInterCompany)model
•  DisposiJvi:npn#C#B#E,npn#C#B#EH5
(H5opzione5V);esempi:
–  npn111C-B-E(singolicontaX)
–  npn121C-B-E-B(duecontaXdibaseesingolo
contaGodicolleGore)
–  npn232C-B-E-B-E-B-C(trecontaXdibaseeduedi
colleGore)
–  #E=#B-1(nelcasodicontaGomulJplodibase)
TransistorebipolareverJcale(2)
•  LimiJvalidità:
–  Frequenza≤20GHz
–  Larghezzaeme1tore=0,4µm
–  Lunghezzasingoloeme1tore=0,8÷24µm
•  LunghezzaeffeXvadiemeXtoreLsispecifica
aGraversoparametroAREA
–  AREAfaGorediscalaperalcuniparametridelmodello
–  ModellosiriferiscelunghezzaemeXtoreL0=1µm
–  AREA=L/L0
ModelloVBIC
Transistoripmosrfenmosrf(1)
•  Modello(subcircuit)cheincorporamodel
BSIM3v3.1,pùresistenzeparassitedigatee
substratooltreaquelledidrainesource
•  ParametrimodellosonoscalaJinbaseal
numerodigatefinger(#MOSinparallelo)
Transistoripmosrfenmosrf(2)
S
D
G
CONT
NDIFF
POLY1
MET1
•  NMOSconpiùgate
finger(ng=4)
•  4NMOSinparallelo
•  Larghezzatotaleèng
voltequelladiun
singologatefinger
•  Vantaggio:minore
areaeperimetro
drainesourcee
quindiminoricapacità
parassite
Transistoripmosrfenmosrf(3)
•  LimiJvaliditàmodello:
–  Frequenza≤6GHz
–  LarghezzatotalegateWtot=NMOS200µm;
PMOS150µm
–  LarghezzagatefingerWf=5µmo10µm
–  LunghezzagateL=0,35µm(quellaminima
previstadallatecnologia)
–  Gatefingerconnessisolosuunlato
–  Wtot=ngxWf;ng=numerogatefinger
Transistoripmosrfenmosrf(4)
•  ParametriciJpici:
–  Spessoreossidodicampo:290nm
–  Spessoreossidodigate:7,6nm
–  TensionedisogliaNMOScanalecorto:0,5V
(W=10µm;L=0,35µm)
–  TensionedisogliaPMOScanalecorto:-0,65V
(W=10µm;L=0,35µm)
AdvancedDesignSystem(ADS)
•  ApparJenecategoriasoowareEDA(Electronic
DesignAutomaJon)sviluppatodaAgilentora
Keysight
•  Insiemeintegratoditooldiausilioall’intero
flussodiprogeGo(dalladefinizionedelle
specificheallayout)diuncircuiJaRFe
microonde
–  Piùlivellidisimulazioneeverifica:system-level
(Ptolemy),eleIromagneJca(Momentum),
circuitale(DC,AC,S-parameters,HB,ecc.)
ADS:struGura
•  FileorganizzaJinprojectconunoopiùdesign
–  project(folder:<project_name>_prj)contenitore
–  design(file:<design_name>.dsn)effeXvocircuito
conrelaJvoschemaJcoelayout
•  Trefinestreprincipali:
–  Mainwindow:finestrapergesJoneprogeXe
design-kit
–  SchemaJc/Layoutwindow:finestradilavoro
–  Datadisplaywindow:finestrapervisualizzazione
daJ
ADS:mainwindow(1)
•  CreareegesJreproject
•  Set-updesignkit(quandosicambiatecnologia)
project
•  Projectroot:
–  fileausiliarievisualizz.
daJ(.dds)
•  Projectsubfolders:
design
–  data:conJene
risultaJsimulazioni
(.ds)
–  networks:conJene
designs(.dsn)
–  …
ADS:schemaJcwindow(1)
•  Descrizionedelcircuito
•  Impostazioneanalisisimulazione
•  Percorsomodelliecornerdiprocesso(typical
mean,worstspeed,worstpower,…)
•  VariabiliemeasurementequaJon
•  TuGoègesJtoaGraversocomponent(simboli
sulloschemaJco)disponibiliall’internodi
librerie(ComponentPaleIe)
ADS:schemaJcwindow(2)
Component Palette List
•  LumpedComponents
•  Sources-
–  Controlled,FreqDomain,
TimeDomain,…
•  SimulaJon-
–  DC,AC,HB,S_Param,…
•  ProbeComponents
•  PRIMLIB,PRIMLIBRF
•  …
ADS:schemaJcwindow(2)
current probes
(ris. sim. contengono
correnti gen. tensione)
ground
ADS:datadisplaywindow(1)
•  Sipossonoinserire
equazioni
•  Piùmodidi
visualizzarerisultaJ
simulazionied
equazioni
–  Grafico
–  Tabella
ADS:datadisplaywindow(2)
•  RisultatosimulazionearraymulJ-dimensionale
•  Ognidimensionecorrispondeaunavariabile
indipendentedellasimulazione:
–  variabiliparametersweepevariabilepropriasimulazione
(JmeperanalisiTRAN,freqperanalisiAC,…)
•  Esempio:DCsweep(variabile
Vds)eparametricsweep
(variabileVgs)
–  Ids.i[3,::]selezionalaterzariga;
valoriIdsconVgsugualealquarto
valoreassuntonellosweep
Lab1:nmos-rf
•  ApriamoADS…
•  CimenJamociconlesimulazioniproposte
nellaguidaallab.1-nmosrf
RiferimenJ
•  NoteintroduXveall’usodiAdvancedDesignSooware(ADS),
rev.11-2009.