Моделирование схемы ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны с учётом паразитных элементов.

Для расчета разброса параметров устройства по процессу, использовалось моделирование методом Монте-Карло, который представляет собой использование генератора случайных величин. Модель многократно обсчитывается, на основе полученных данных вычисляются характеристики рассматриваемого процесса.

Для подтверждения термостабильности выходного напряжения источника моделирование производилось с изменением температуры окружающей среды от -40 до 125оС.  Полученные результаты, которые являются эталонными для последующих моделирований топологий, отражаются в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты моделирования схемы ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны с учётом паразитных элементов.

Параметры моделирования	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение	Шаг
Напряжение ИОН при 27oC	1.221 В	1.228 В	1.224 В	1.579 мВ
Максимальное значение напряжения ИОН от -40 до 125оС	1.221 В	1.228 В	1.224 В	1.576 мВ
Минимальное значение напряжения ИОН от -40 до 125оС	1.216 В	1.224 В	1.219 В	1.852 мВ
Разница между минимальным и максимальным значением ИОН	4.168 мВ	5.516 мВ	4.844 мВ	326.4 мкВ
Ток потребления при 27 оС	32.68 мкА	32.92 мкА	32.77 мкА	52.76 нА
Подавление помехи по питанию при 1 КГЦ	-49.36 дБ	-49.3 дБ	-49.33 дБ	14.07 мдБ

Для того, чтобы наглядно увидеть по каким температурным значениям проводится моделирование, на рисунке 16 представлен график зависимости напряжения ИОН от температурных значений.

125

-40

27

Рисунок 16 – График зависимости напряжения ИОН от температуры

 

Моделирование эскизной топологии ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны с учётом паразитных элементов.

Для того, чтобы узнать, на сколько сильно влияют рассогласования, сделанные в топологии №1 на эталонные результаты схемы, необходимо провести моделирование ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны с учётом паразитных элементов. Результаты моделирования методом Монте-Карло можно увидеть в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты моделирования паразитных элементов топологии ИОН с использованием напряжения ширины запрещённой зоны №1

Параметры моделирования	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение	Шаг
Напряжение ИОН при 27oC	1.674 В	1.681 В	1.678 В	2.1 мВ
Максимальное значение напряжения ИОН от -40 до 125оС	1.674 В	1.681 В	1.678 В	1.83 мВ
Минимальное значение напряжения ИОН от -40 до 125оС	1.672 В	1.676 В	1.674 В	1.992 мВ
Разница между минимальным и максимальным значением ИОН	5.771 мВ	6.61 мВ	6.12 мВ	440 мкВ
Ток потребления при 27 оС	50.9 мкА	52.3 мкА	51.1 мкА	62 мкА
Подавление помехи по питанию при 1 КГЦ	-55 дБ	-54.9 дБ	-55.2 дБ	17 мдБ

Сравнивая полученные результаты, можно видеть, что результаты моделирования паразитных элементов топологии №1 почти в 1,5 раза выше, чем эталонные значения схемы. Таким образом, можно сделать вывод, что изменения, сделанные в пользу минимизации свободного пространства в эскизной топологии №1, влияют на неудовлетворительные выходные значения топологии. Необходимо спроектировать топологию №2, которая будет собрана с учётом всех топологических правил согласования и сравнить их результаты моделирования.

 

Выводы по главе III:

1. Проведена экстракция паразитных элементов эскизной топологии ИОН с использованием напряжения ширины запрещенной зоны №1;

2. Выполнено моделирование схемы и топологии ИОН с использованием напряжения ширины запрещенной зоны методом Монте-Карло без и с учётом паразитных элементов;

3. Значения, полученные в результаты моделирования паразитных элементов топологии №1 являются неудовлетворительными, так как они почти 1,5 раза превышают эталонные значения из таблицы №1;

4. Минимизация свободного пространства схемы путем рассогласования некоторых элементов может привести к браку интегральной схемы;

5. Необходимо спроектировать топологию №2, в которой будут учены все правила согласования элементов топологии.