Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Termikus hatások analóg integrált áramkörökben Esettanulmány: egy bipoláris műveleti erősítő

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 2 A termikus impedancia fogalma A kapu impedancia A transzfer impedancia Z th komplex értékű T1 hőmérséklet növekmény

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 3 Termikus visszacsatolás – opamp-ban Stacionárius állapot, V OUT > 0   -2 mV/ o C

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 4 Termikus visszacsatolás – opamp-ban Stacionárius üzem Hatás a nyílt hurkú transzfer karakterisztikán

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 5 Termikus visszacsatolás – opamp-ban A vizsgálat módszere: Mind méréseket, mind szimulációkat végeztünk. Egy kereskedelmi forgalomban lévő közismert típust vizsgáltunk, ez a  A741 müveleti erősítő. Mind a stacionárius, mind a dinamikus viselkedést mértük és szimuláltuk. Több, azonos típusú, de különböző gyártótól származó egyedet vizsgáltunk. A különböző dizájnok ugyanazon áramkört realizálták, de az alkatrészek elrendezése eltérő volt. Az alkatrész elrendezést, az IC-k layout-ját a felbontott tokok mikroszkópi képe alapján derítettük fel.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 6 A modellezés részletei Az erősítő kapcsolása A fizikai réteg- szerkezet A vizsgált áramkör a  A741 müveleti erősítő A sárgával jelölt tranzisztorokat elektro-termikus modellel írtuk le

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 7 A layout-ok "visszafejtése" Layout "A"

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 8 A layout-ok "visszafejtése" Layout "B"

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 9 Nyílthurkú transzfer karakterisztika (mérés és szimuláció) Layout "A"

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 10 Nyílthurkú transzfer karakterisztika (mérés és szimuláció) Layout "B"

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 11 Termikus hatások a kimeneti impedanciában Vizsgálatok a frekvencia tartományban

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 12 Layout "A", a felső tranzisztor működik, G=10 4 Ez a hatás a terheletlen opamp-nál is fellép! Vizsgálatok a frekvencia tartományban

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 13 "A" "B" Ezek az IC-k csupán az alkatrészek elhelyezésében térnek el! Vizsgálatok a frekvencia tartományban

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 14 "A" "B" Bemeneti diff. erősítő (common centroid) Kimeneti tranzisztorok Az ideális elrendezés

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 15 Áramkörök közötti termikus csatolás A termikus hatások az azonos csipen elhelyezkedő, egyébként független áramkörök között is csatolást okozhatnak. A vizsgált áramkör:  A747 (két  A741 egyetlen csipen)

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András szeptember 16 Piros = mérés, Kék = szimuláció Áramkörök közötti termikus csatolás