Ana­log CMOS IC's

Die Veranstaltung vermittelt grundlegende Kenntnisse zur analogen Transistorschaltungstechnik mit besonderem Bezug zur CMOS-Technologie.

The course provides basic knowledge on analogue circuit technology with particular regard to complementary MOS transistors.

Auf der Grundlage der vereinfachten sowie der erweiterten Kennlinientheorie des MOS-Transistors werden analoge Verstärkerschaltungen vorgestellt und zunächst hinsichtlich des Gleichstromverhaltens analysiert. Anschließend werden das Frequenzverhalten, das Rauschen, die Wirkung von Rückkopplungen, die Stabilität, die Nichtlinearität sowie die Auswirkungen fertigungstechnisch bedingter Asymmetrien betrachtet. Als weitere Schaltungen werden Oszillatoren, Referenzspannungsquellen und geschaltete Kapazitäten diskutiert. Die Lehrveranstaltung schließt mit Betrachtungen zur Modellierung und zum Layout der grundlegenden Bauelemente.

Based on simplified as well as advanced current-voltage characteristics of MOS transistors, analogue amplifier circuits are introduced and analyzed with respect of its DC behavior. Next, frequency performance, noise, effects of feed-backs, stability, non-linearity, and impacts of fabrication related asymmetries are considered. Further circuits such as oscillators, reference voltage sources, and switched capacitors are discussed. The course concludes with remarks on modeling and layout issues of basic devices.

Fachkompetenz / Domain competence:

Die Studierenden sind nach dem Besuch der Lehrveranstaltung in der Lage,

• das Verhalten von analogen Schaltungen mit wissenschaftlichen Methoden zu analysieren
• und das so erworbene Wissen kreativ beim Schaltungsentwurf einzusetzen.

After attending the course, the students will be able to

• analyse the characteristics of analogue circuits using scientific methods
• and can make creative use of the acquired knowledge in the circuit design process.

Fachübergreifende Kompetenzen / Key qualifications:

Die Studierenden

• können methodisches Wissen bei der systematischen Problemanalyse einsetzen,
• festigen erworbenes Grundlagenwissen durch Übung,
• entwickeln so ihre kreativen Fähigkeiten weiter
• und erwerben fachbezogene Fremdsprachenkompetenz.

The students

• make use of methodic knowledge for systematic problem analysis,
• consolidate their basic knowledge by practical training,
• enhance their creative abilities,
• and gain foreign language competences related to the field.

• Vorlesungen  mit überwiegendem Tafeleinsatz, unterstützt durch Animationen und Folien,

• Präsenzübungen mit Aufgabenblättern, deren Lösungen die Studierenden in der Übung gemeinsam und mit Unterstützung des Übungsleiters erarbeiten.

• Lectures with black board presentation, supported by animated graphics and transparencies,
• Presence exercises with task sheets to be solved by the students together, supported by the teacher.

Vorkenntnisse aus den Modulen Höhere Mathematik, Physik, Grundlagen der Elektrotechnik, Werkstoffe der Elektrotechnik, Halbleiterbauelemente, Signaltheorie und Systemtheorie.

Prior knowledge from the modules Higher Mathematics, Physics, and the Foundations of Electrical Engineering, Materials of Electrical Engineering, Semiconductor Devices, Signal Theory, System Theory.

Keine / None

Mündliche Prüfung / oral exam

Deutsch oder Englisch (je nach Nachfrage) / German or English (depending on demand)

A. Thiede, Analog CMOS Integrated Circuits, Vorlesungsskript Universität Paderborn

A. Thiede, Analog CMOS Integrated Circuits, Lecture Script University Paderborn

• Razavi, B.: Design of Analog CMOS Integrated Circuits. McGraw Hill. 2001