Structured Analog CMOS Design

طراحی آنالوگ ساختاریافته CMOS رویکرد طراحی آنالوگ ساختاریافته را توصیف می‌کند که ساده کردن مسائل پیچیده طراحی آنالوگ و توسعه یک استراتژی طراحی است که می‌تواند برای طراحی تعداد زیادی آنالوگ استفاده شود. سلول ها. این به طور عمدی از تلقی طرح آنالوگ به عنوان یک مسئله ریاضی اجتناب می‌کند، و یک روش طراحی مبتنی بر درک فیزیک دستگاه و تقریب‌هایی را توسعه می‌دهد که بینشی در مورد وابستگی‌های متقابل پارامترها ارائه می‌دهد.

روش طراحی پیشنهادی در سطح ترانزیستور بر اساس رویکرد مدل‌سازی EKV و بر سطح وارونگی دستگاه به‌عنوان یک متغیر طراحی اساسی متکی است. از آنجایی که تمام پارامترهای مهم طراحی را می توان به عنوان توابع پیوسته سطح وارونگی دستگاه بیان کرد، بهینه طراحی و همچنین محدودیت های تکنولوژی را می توان به راحتی پیدا کرد.

مفهوم اولیه طراحی شامل پارتیشن بندی سلول های آنالوگ به پایه است. ساختارهای آنالوگ و اندازه این ساختارهای آنالوگ پایه در یک دنباله طراحی رویه ای از پیش تعریف شده. توالی طراحی رویه ای انتشار صحیح مشخصات طراحی، تأیید محدودیت های پارامتر و حلقه های بهینه سازی محلی را تضمین می کند. روش طراحی پیشنهادی نیز به‌عنوان یک ابزار CAD که این کتاب را دنبال می‌کند، پیاده‌سازی می‌شود.

در نهایت، به عنوان یک مثال عملی، طراحی تقویت‌کننده‌های آنالوگ در یک سیستم مدولاتور هیبریدی چند بیتی دلتا سیگما به تفصیل شرح داده شده است. از سطح سیستم به سطح ترانزیستور.

Structured Analog CMOS Design describes a structured analog design approach that makes it possible to simplify complex analog design problems and develop a design strategy that can be used for the design of large number of analog cells. It intentionally avoids treating the analog design as a mathematical problem, developing a design procedure based on the understanding of device physics and approximations that give insight into parameter interdependences.

The proposed transistor-level design procedure is based on the EKV modeling approach and relies on the device inversion level as a fundamental design variable. Since all important design parameters can be expressed as continuous functions of the device inversion level, the design optimum as well as the technology limits can be easily found.

The basic design concept consists in analog cell partitioning into the basic analog structures and sizing of these basic analog structures in a predefined procedural design sequence. The procedural design sequence ensures the correct propagation of design specifications, the verification of parameter limits and the local optimization loops. The proposed design procedure is also implemented as a CAD tool that follows this book.

Finally, as a practical example, the design of analog amplifiers in a hybrid multi-bit Delta-Sigma modulator system is described in detail from system level to transistor level.