Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Termikus hatások analóg integrált áramkörökben Esettanulmány:

Az előadások a következő témára: "Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Termikus hatások analóg integrált áramkörökben Esettanulmány:"— Előadás másolata:

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke http://www.eet.bme.hu Termikus hatások analóg integrált áramkörökben Esettanulmány: egy bipoláris műveleti erősítő

2 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 2 A termikus impedancia fogalma A kapu impedancia A transzfer impedancia Z th komplex értékű T1 hőmérséklet növekmény

3 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 3 Termikus visszacsatolás – opamp-ban Stacionárius állapot, V OUT > 0   -2 mV/ o C

4 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 4 Termikus visszacsatolás – opamp-ban Stacionárius üzem Hatás a nyílt hurkú transzfer karakterisztikán

5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. 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.

6 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. 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

7 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 7 A layout-ok "visszafejtése" Layout "A"

8 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 8 A layout-ok "visszafejtése" Layout "B"

9 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 9 Nyílthurkú transzfer karakterisztika (mérés és szimuláció) Layout "A"

10 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 10 Nyílthurkú transzfer karakterisztika (mérés és szimuláció) Layout "B"

11 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 11 Termikus hatások a kimeneti impedanciában Vizsgálatok a frekvencia tartományban

12 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 12 Layout "A", a felső tranzisztor működik, G=10 4 Ez a hatás a terheletlen opamp-nál is fellép! Vizsgálatok a frekvencia tartományban

13 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 13 "A" "B" Ezek az IC-k csupán az alkatrészek elhelyezésében térnek el! Vizsgálatok a frekvencia tartományban

14 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 14 "A" "B" Bemeneti diff. erősítő (common centroid) Kimeneti tranzisztorok Az ideális elrendezés

15 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. 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)

16 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke BME-VIK BSc villamosmérnöki szak Mikroelektronika – Termikus visszacsatolás Székely Vladimír – Poppe András 2007. szeptember 16 Piros = mérés, Kék = szimuláció Áramkörök közötti termikus csatolás