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Séance de cours

Analogique Design compromis

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 couvre les compromis de base dans la conception analogique, en mettant l'accent sur l'optimisation du courant dans un stade CS sans VS, le courant de polarisation minimum sans VS, et le courant de polarisation optimal pour atteindre un gain donné-bande passante produit. Il traite de l'impact de la capacité d'auto-chargement sur l'optimisation du courant de polarisation et présente des exemples de dimensionnement d'étage CS pour un produit spécifique à bande passante de gain. La séance de cours explore également les concepts de coefficient d'inversion, d'optimisation du courant de polarisation et de l'importance de l'efficacité actuelle, de la fréquence de transit et du facteur de bruit dans la conception des circuits intégrés analogiques de faible puissance.

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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

Concepts associés (23)

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.

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.

Facteur de bruit

Le facteur de bruit (noise figure ou noise factor en anglais) d'un dispositif électronique quelconque, actif ou passif, quantifie la dégradation relative du rapport signal sur bruit entre sa sortie et son entrée, et ce en prenant comme hypothèse que la température ambiante est de , donc que le bruit de fond en entrée est un bruit thermique correspondant à cette température de référence de . Autrement dit, le facteur de bruit est défini comme le quotient des rapports signal sur bruit en entrée et en sortie de ce même dispositif quand le bruit en entrée est un bruit thermique à la température normalisée To=.

Bruit de grenaille

vignette|Illustration d'un bruit d'émission de photons : le nombre moyen de photons par pixel augmente, de gauche à droite et de haut en bas, dans une simulation d'un processus de Poisson à partir d'une photo. Un bruit de grenaille, bruit de Schottky ou bruit quantique (en anglais, shot noise) est un bruit de fond qui peut être modélisé par un processus de Poisson. En électronique, il est causé par le fait que le courant électrique n'est pas continu mais constitué de porteurs de charge élémentaires (en général des électrons).

Rapport signal sur bruit

En électronique, le rapport signal sur bruit (SNR, ) est le rapport des puissances entre la partie du signal qui représente une information et le reste, qui constitue un bruit de fond. Il est un indicateur de la qualité de la transmission d'une information. L'expression d'un rapport signal sur bruit se fonde implicitement sur le principe de superposition, qui pose que le signal total est la somme de ces composantes. Cette condition n'est vraie que si le phénomène concerné est linéaire.

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