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Séance de cours

Conception d'IC analogique de faible puissance : Coefficient d'inversion

Dans cours

EE-520: Low-power analog IC design

This course presents the design of low-power analog CMOS integrated circuits. The techniques are based on the concept of inversion coefficient that can be used as the main design parameter for the optimization of figures-of-merit applied to circuits includ ...

Description

Cette séance de cours introduit le concept de coefficient d'inversion dans la conception de circuits intégrés analogiques de faible puissance, en se concentrant sur les compromis impliqués dans la conception de circuits avec une consommation d'énergie minimale. L'instructeur discute des motivations du fonctionnement à basse tension, de la feuille de route ITRS et des limites inférieures de la consommation d'énergie. Diverses méthodologies et techniques de conception pour optimiser les points de polarisation et le dimensionnement des transistors sont explorées, soulignant l'importance du coefficient d'inversion. La séance de cours couvre également les limitations de puissance pratiques, l'impact de la réduction de la tension d'alimentation et l'extraction de courant spécifique pour les amplificateurs à transconductance.

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Enseignant·e

Christian Enz

Christian C. Enz (M84, S'12) received the M.S. and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from the EPFL in 1984 and 1989 respectively. From 1984 to 1989 he was research assistant at the EPFL, working in the field of micro-power analog IC design. In 1989 he was one of the founders of Smart Silicon Systems S.A. (S3), where he developed several low-noise and low-power ICs, mainly for high energy physics applications. From 1992 to 1997, he was an Assistant Professor at EPFL, working in the field of low-power analog CMOS and BiCMOS IC design and device modeling. From 1997 to 1999, he was Principal Senior Engineer at Conexant (formerly Rockwell Semiconductor Systems), Newport Beach, CA, where he was responsible for the modeling and characterization of MOS transistors for the design of RF CMOS circuits. In 1999, he joined the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) where he launched and lead the RF and Analog IC Design group. In 2000, he was promoted Vice President, heading the Microelectronics Department, which became the Integrated and Wireless Systems Division in 2009. He joined the EPFL as full professor in 2013, where he is currently the director of the Institute of Microengineering (IMT) and head of the Integrated Circuits Laboratory (ICLAB).He is lecturing and supervising undergraduate and graduate students in the field of Analog and RF IC Design at EPFL. His technical interests and expertise are in the field of very low-power analog and RF IC design, semiconductor device modeling, and inexact and error tolerant circuits and systems.He has published more than 200 scientific papers and has contributed to numerous conference presentations and advanced engineering courses. Together with E. Vittoz and F. Krummenacher he is one of the developer of the EKV MOS transistor model and the author of the book "Charge-Based MOS Transistor Modeling - The EKV Model for Low-Power and RF IC Design" (Wiley, 2006). He has been member of several technical program committees, including the International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) and European Solid-State Circuits Conference (ESSCIRC). He has served as a vice-chair for the 2000 International Symposium on Low Power Electronics and Design (ISLPED), exhibit chair for the 2000 International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) and chair of the technical program committee for the 2006 European Solid-State Circuits Conference (ESSCIRC). Since 2012 he has been elected as member of the IEEE Solid-State Circuits Society (SSCS) Administrative Commmittee (AdCom). He is also Chair of the IEEE SSCS Chapter of Switzerland.

Source officielle

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Appareil électronique de faible puissance

Un appareil électronique de faible puissance est un appareil électronique qui a été conçu pour utiliser peu de puissance électrique, par exemple un ultraportable. Montre Les premières tentatives de réduction de la quantité d'énergie requise par un dispositif électronique ont été liées au développement de la montre-bracelet. Les montres électroniques ont besoin d'électricité comme source d'énergie, et certains mouvements mécaniques et mouvements électromécaniques hybrides ont également besoin d'électricité.

Convertisseur numérique-analogique

Un convertisseur numérique-analogique (CNA, de N/A pour numérique vers analogique ou, en anglais, DAC, de D/A pour Digital to Analog Converter) est un composant électronique dont la fonction est de transformer une valeur numérique (codée sur plusieurs bits) en une valeur analogique proportionnelle à la valeur numérique codée. Généralement la sortie du convertisseur est une tension électrique, mais certains convertisseurs ont une sortie en courant. N/A = Fréquence / Bits Il existe plusieurs solutions pour créer un signal analogique à partir d'un système numérique.

Transistor

vignette|Quelques modèles de transistors. Le transistor est un composant électronique à semi-conducteur permettant de contrôler ou d'amplifier des tensions et des courants électriques. C'est le composant actif le plus important des circuits électroniques aussi bien en basse qu'en haute tension : circuits logiques (il permet, assemblé avec d'autres, d'effectuer des opérations logiques pour des programmes informatiques), amplificateur, stabilisateur de tension, modulation de signal Les transistors revêtent une importance particulière dans les circuits intégrés, ce qui rend possible la microélectronique.

Convertisseur analogique-numérique

vignette|Symbole normé du convertisseur analogique numérique Un convertisseur analogique-numérique (CAN, parfois convertisseur A/N, ou en anglais ADC pour Analog to Digital Converter ou plus simplement A/D) est un dispositif électronique dont la fonction est de traduire une grandeur analogique en une valeur numérique codée sur plusieurs bits. Le signal converti est généralement une tension électrique. Le résultat de la conversion s'obtient par la formule : où Q est le résultat de Conversion, Ve, la tension à convertir, n le nombre de bits du convertisseur et Vref la tension de référence de la mesure.

Alimentation électrique

Une alimentation électrique est un ensemble de systèmes capables de fournir de l'électricité aux industries ou appareils électriques. Plus spécifiquement, l'alimentation électrique est l'ensemble des équipements électriques qui assure le transfert du courant électrique d'un réseau électrique pour le fournir, sous les paramètres appropriés (puissance, tension) de façon stable et constante à un ou plusieurs consommateurs, ce dans des conditions de sécurité généralement réglementées.

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