PlanÉTS

Descriptif du cours

Ce cours vise à approfondir des notions d’analyse et de conception de circuits analogiques linéaires et non-linéaires dans les domaines temporels et fréquentiels en mettant l’accent sur les techniques de circuits propres à l’intégration sur puce de semi-conducteurs.

Au terme de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure d’analyser et concevoir des circuits analogiques complexes dans les technologies à semi-conducteurs; de faire le choix approprié d’un procédé de semi-conducteur en fonction des performances visées par l’intégration sur puce. Dans le cadre de séances de démonstration en classe, ou d’un projet de session, l’étudiant sera en mesure d’utiliser efficacement un logiciel pour la conception de circuits intégrés analogiques et le tracé manuel de puces (layout) et de déterminer le cheminement complet de développement d’un circuit intégré analogique. Cela inclut les étapes de conception, de simulation, de tracé de puce et de vérification.

Exemples d’architectures de circuits étudiés en profondeur : miroirs de courant; régulateurs de tension de haute précision; amplificateurs différentiels; amplificateurs opérationnels; circuits mélangeurs; circuits de protection contre les décharges électrostatiques. Structures physiques de composants intégrés sur puce; fonctionnements particuliers de différents types de transistors; modèles basses et hautes fréquences; mécanismes de génération de bruit. Notions appliquées de physique de semi-conducteur; aspects du fonctionnement des composants semi-conducteurs relatifs à leurs performances électriques.

Objectifs du cours

Savoir appliquer des techniques rigoureuses d’analyse et de conception de circuits analogiques dans les technologies Si-CMOS et Si-BJT.
Comprendre les aspects du fonctionnement des composants semi-conducteurs qui permettent à l’ingénieur concepteur de différencier entre des technologies variées pour l’intégration sur puce, d’interpréter leurs paramètres caractéristiques afin qu’il puisse faire le choix d’une technologie appropriée pour l’application concernée, et s’assurer d’une conception optimale.
Comprendre les structures physiques de base des composants actifs et passifs en technologie Si-BiCMOS, et se familiariser avec des concepts de base propres aux procédés de fabrication de puces.
Se familiariser avec les règles typiques de conception et de traçage physique (layout) des circuits intégrés analogiques en technologie Si-BiCMOS.
Se familiariser avec les techniques d’encapsulation.
Se familiariser avec les outils de conception des logiciels CADENCE pour la simulation de circuits analogiques et le traçage manuel de puces.
Se familiariser avec la conception d’un circuit intégré analogique, incluant les étapes de conception, de simulation, de traçage manuel et de vérification.

Stratégies pédagogiques

- Trois (3) heures de cours magistral par semaine.

- Devoir 1 : Complétion d'un tutoriel en 3 parties sur le logiciel Cadence, avec vérification par

le professeur ou un(e) auxiliaire d'enseignement.

- Devoir 2 : Lecture d'une section de livre ou d'article(s) suivie d'une analyse critique et

scientifique selon les objectifs établis par le professeur.

- Projet de session :

1.Travail analytique de conception d’un circuit CMOS parmi une liste qui sera proposée par le professeur

ou

2. Sur approbation du professeur (en principe pour les étudiant(e)s inscrit(e)s dans un programme d’études à forte concentration de recherche) : conception d’une puce analogique sur ordinateur (simulation et tracé de la puce) selon des objectifs établis par le professeur ou proposés par l’étudiant(e).

- Périodes d’encadrement par le professeur ou un(e) auxiliaire d’enseignement pour faire le suivi sur

le projet de session.