SiGe BiCMOS (БиКМОП)

Форум » Дискуссии » SiGe BiCMOS (БиКМОП) » Ответить

SiGe BiCMOS (БиКМОП)

milstar: микросхемы, у которых логические элементы выполнены по КМОП-технологии, а выходные каскады — на биполярных элементах. Это позволяет избежать существенного недостатка схем на КМОП-элементах — больших сквозных токов в момент переключения из нулевого состояния в единичное. Такие токи приводят к возникновению мощных импульсных помех, что ограничивает применение этих микросхем в радиотехнических устройствах. Применение технологии BiCMOS позволяет объединить преимущества как МОП-, так и ТТЛ-технологий, избежав при этом их недостатков. Rad-Hard SiGe ADC, 12-bit, 2 GS/s, IBM 130 nm he full ADC and its constituent IP blocks c an be used to achieve the highest level of performance in many applications including: ■Satellite communication (SATCOM) systems ■Space-based radar ■Medical imaging devices ■Software-defined radio ■Linear power amplifiers ■HIgh-speed data acquisition ■High-speed test and instrumentation equipment ■ High-speed digital signal processing (DSP) system https://www.ridgetopgroup.com/wp-content/uploads/2015/06/PB_RGADC-12B-2G-RH.pdf https://www.ridgetopgroup.com/wp-content/uploads/2015/06/PB_RGADC-14B-3G-RH.pdf Additionally, the ADC conserves valuable power because it uses 77% less power than commercially available ADCs. For maximum flexibility, the ADC provides four configurable pipeline channels and two programmable operation modes: (1) 12-bit (ENOB = 11.0 bits), 3 GS/s, 860 mW; (2) 14-b (ENOB = 12.0 bits), 500 MS/s, 860 mW. e ADC employs an innovative time-interleaved pipeline architecture and is based on the advanced silicon-germanium (SiGe) bipolar complementary metal oxide semiconductor (BiCMOS) General Description ■Time-interleaved pipeline architecture ■500 MS/s to 3 GS/s sampling speed ■12-14 bits resolution, programmable (11-12 bits ENOB) ■SiGe BiCMOS technology ■ Uses 77% less power than commercially available ADCs technology, providing an effective number of bits more than 2 bits higher (ENOB = 11.0 bits) than the best commercially available 3 GS/s ADC. ############################# https://www.ridgetopgroup.com/wp-content/uploads/2015/06/PB_RGADC-14B-3G-RH.pdf

Ответов - 48, стр: 1 2 3 All

milstar: EV12AD500A The World’s first C-band capable ADC The EV12AD500 offers C-band signal digitization with a -3dB input bandwidth at 5GHz and includes the same chain synchronization feature as found in the EV12AD550 and features two interface options, parallel and serial. Customers that operate the EV12AD500 with the parallel interface will benefit from a latency of 7n/s. Serial interface users will have access to the embedded, highly efficient, open source protocol ESIstream. https://www.e2v.com/products/semiconductors/adc/ev12ad500/

milstar: https://www.e2v.com/shared/content/resources/File/documents/broadband-data-converters/EV12AD500/EV12AD500_DS.pdf PERFORMANCE @ 1.5GSps  5.2 GHz analog input bandwidth ( - 3dB)  50 dB NPR over 1 st Nyquist  48 dB NPR over 2 nd Nyquist  46 dB NPR over 3 rd Nyquist  70 dBFS SFDR at 100MHz, - 1dBFS  70 dBFS SFDR at 1900MHz, - 8dBFS  60 dBFS SFDR at 3730MHz, - 12dBFS  54 dBFS SFDR at 5300MHz, - 12dBFS  Latency < 7.5ns in LVDS output  Latency < 17ns in serial output Fin = 1480MHz, NBW 61 dbc SFDR -1 DBFS

milstar: Интенсивное развитие радиолокационных систем с АФАР требует совершенствования важнейшего узла системы – дискретного фазовраща теля. Его характеристики в значительной степени определяют предельные возможности радиолокатора по дальности действия и точности определения координат объекта наблюдения. Существенное снижение размеров приемо - передающих модулей АФАР достигается при создани и фазовращателя в виде монолитной интегральной схемы ( М ИС). Спецификой разработки интегральных СВЧ устройств являются их высокий уровень сложности и дороговизна изготовления, в основном из - за использования элементной базы на GaAs и других материалах группы AIIIBV, что существенно ограничивает применение таких систем в больших объемах и для потребительских приложений. В частности, при проектировании приемо - передающих модулей АФАР СВЧ диапазона необходимо обеспечивать работу элементов этих модулей на высоких частотах, что в свою очередь накладывает жесткие требования на характеристики элементной базы, которые определяются технологией изготовления. В настоящее время для создания сверхбыстродействующих систем важным является использование достоинств современных БиКМОП технологий на основе кремний - германиевых (SiGe) структур, позволяющих объединить гетеропереходный биполярный транзистор (HBT) [1] и традиционный КМОП процесс для проектирования ИС типа система на кристалле, где объединены цифровые и аналоговые блок и, а также пассивные компоненты. SiGe технология дает возможность выборочно изменять ширину запрещенной зоны обычного Si , т.е. менять параметры материала в области базы биполярного транзистора, увеличивая граничные частоты его работы. По своей надежности SiGe приборы сопоставимы с обычными кремниевыми, но при этом они обладают более высокими рабочими частотами. В сравнении с GaAs устройствами, SiGe приборы превосходят их по однородности характеристик на пластине, дешевизне изготовления и более высокому вых оду годных, не значительно уступая при этом по быстродействию. http://mwelectronics.ru/2012/Poster/C26_I.I.%20Muhin_Primenenie%20SiGe%20BiKMOP.pdf

milstar: Согласно результатам моделирования, спроектированная микросхема фазовращателя обеспечивает изменение фазы выходного сигнала в диапазоне от 0 до 360 градусов с шагом 5,6 ̊ для всего рабочего диапазона частот. Выходная амплитуда сигнала составляет +2 дБ, паразитная амплитудная модуляция не превышает 1 дБ. Микросхема характеризуется хорошими точностными параметрами задания фазы и амплитуды выходного сигн ала. Благодаря использованию предложенной структурной схемы, расчетное значение коэффициента шума не превышает 7 дБ. Точка однодецибельной компрессии по входу ( P 1 дБ ) составляет - 7,5 дБм и достигается в основном за счет увеличения потребляемой мощности. Вел ичина динамического диапазона составляет 69,5 дБ, что более чем на 1 2 дБ больше, чем у зарубежного аналога. Спроектированная МИС дискретного фазовращателя, предназначен а для использования в приемо - передающих модулях АФАР. Основные характеристики интегральн ой схемы сопоставимы с параметрами известных зарубежных аналогов. Благодаря использованию SiGe БиКМОП технологии устройство характеризуется компактностью и широким диапазоном рабочих частот

milstar: . http://www.phys.nsu.ru/vestnik/catalogue/2013/01/Vestnik_NSU_13T8V1_p125_p131.pdf SiGe- ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ LeCroy

milstar: 6 выполнена разработка ряда отечественных ИС фазовращателей (К1338ХК1У, К1338ХК2У, К1338ХК3У, 1338ХК6У, 1338ХК7У, К1338ХК9У). Данные ИС использованы при разработке ППМ АФАР S - диапазона БКВП.434856.029, ППМ АФАР C - диапазона БКВП.434857.004. 2. Разработан алгоритм и программное обеспечение для поиска оптимальных состояний векторного фазовращателя по заданным критериям. 3. Разработаны и внедрены методики проведения измерений ИС фазов ращателей на предприятии ФГУП «НИИМА «Прогресс». 4. Исследована структура приемника с фазовращателем в цепи гетеродина, решение использовано при разработке ИС приемника Х - диапазона , позволяющего осуществлять фазовый сдвиг входного сигнала в диапазоне частот 8 - 12 ГГц и расширить динамический диапазон до 89 дБ. http://abiturient.ru/upload/content/rnd/da/d01/2012/2012_miet_Muhin_avtoref.pdf

milstar: Применение структуры приемника с двойным преобразованием позволяет осуществлять фазовращение на частотах 8 - 12 Г Г ц, расширить динамическ ий диапазон приемника до 89 дБ и упростить задачу разводки сигнала гетеродина

milstar: По оценкам специалистов [14, 15], приборы на основе кремний-германия обладают высоким потенциалом в области радиационно стойких БИС, что делает привлекательным их использование в устройствах глобальной беспроводной связи, в космической и военной технике, создавая на их основе радиотехнические и телекоммуникационные системы при ̧ма и обработки информации, а также устройства вторичной радиолокации, импульсно-доплеровских РЛС, радио- и орбитальных телескопов и др. http://j.pulsarnpp.ru/images/journal/issues/2014/232/Petrosyanc_3_18.pdf

milstar: This paper describes the design of a high-speed 8-bit Analog to digital converter (ADC) used in direct IF sampling receivers for satellite communication systems in a 0.25 μm, 190 GHz SiGe BiCMOS process. A high resolution front-end track-and-hold amplifier (THA), a low impedance reference and interpolation resistive ladder and high resolution comparators enable the ADC to achieve good performance for input frequencies of up to one-quarter of the sampling rate. The final post layout simulated system features an ENOB of 7.2-bits at an input frequency of 3.125 GHz and a sampling rate of 12.5 GS/s with a FOM of 12.9 pJ per conversion. Both DNL and INL are within 0.5 and 1 LSB, respectively. The converter occupies 10 mm2 and dissipates 14 W from a 3.3 V supply. The THA and the comparator, as the most critical building blocks affecting the overall performance of the ADC, were implemented experimentally and fully characterized in order to verify their performance and to ascertain the possibility of implementing the complete ADC. The THA occupies an area of 0.5 mm2. It features a SNDR of 47 dB or 7.5-bits ENOB for a 3 GHz bandwidth, a hold time of 21 ps with a droop rate of 11 mV/80 ps and a power dissipation of 230 mW from a 3.3 V supply. The comparator occupies an area of 0.38 mm2 and exhibits an input sensitivity of ±2 mV, an input offset voltage of 1.5 mV, latch and recovery times of 19 and 21 ps, respectively, and a power dissipation of 150 mW from a 3.3 V supply. The experimental results are in good agreement with simulation and expected specifications and indicate that both circuits are suitable for the implementation of the ADC and help to validate that the 8-bit 12.5 GS/s ADC is feasible for implementation in a 0.25 μm SiGe process. https://link.springer.com/article/10.1007/s10470-009-9422-7

milstar: sing such an approach, in a satellite communication system, a 64 QAM RF signal in the 10–30 GHz range can be down converted to the IF band of 1–3 GHz using only 1 mixing stage. In this case, the high-speed ADC must have an input bandwidth of 3 GHz with a typical resolution of 8 bits. Higher-order modulation schemes (such as 256 QAM) impose more stringent requirements on the SNR performance of the ADC and thus resolution. Open image in new window https://link.springer.com/article/10.1007/s10470-009-9422-7 The sampling frequency F s of the ADC must be higher than the Nyquist rate in order to compensate the performance degradation of the ADC near the Nyquist bandwidth (F s /2) [1]. For the proposed implementation, a sampling frequency F s = 12.5 GS/s was selected. The main criteria for selecting high speed ADC architectures are resolution and bandwidth. However, other requirements such as power dissipation, chip area, supply voltage, latency, operating environment and technology impact architecture selection [2]. The targeted specifications for the proposed ADC are listed in Table 1.

milstar: Current state-of-the art CMOS technologies cannot meet the required performance specifications of the ADC due to their inherent limited supply voltage and small dynamic range. The selected technology for the ADC implementation is a 0.25 μm 190 GHz, 5 metal layer, 3.3 V SiGe BiCMOS process from IHP Microelectronics [2]. None of the previously reported ADC designs meet these specifications. The architecture selected for the implementation of the ADC is a folding-interpolating (FI) topology [1]. This architecture was selected because for 8-bit resolution, it provides an optimum trade-off between speed and power dissipation as compared to other high-speed ADC architectures, such as the flash architecture. In order to achieve 8-bit resolution at 12.5 GS/s over a bandwidth of 3.125 GHz, high-speed-high resolution building blocks such as a fully differential THA, a high-speed fully differential comparator and bit synchronization were included in the design.

milstar: Using such an approach, in a satellite communication system, a 64 QAM RF signal in the 10–30 GHz range can be down converted to the IF band of 1–3 GHz using only 1 mixing stage. ################### Xband radar 7.6 ghz-8.4 ghz ,9-10 ghz IF can be 1-2 ghz

milstar: ERBW 3.125 GHz ENOB @ 3.125 GHz 7.5 SNDR @ 3.125 GHz 45 dB Power dissipation <15 W

milstar: The new SiGe-based generation of ADCs is delivering the next big performance leap, doubling bandwidth speeds up to 12 GSps. For EW applications, the benefit is straightforward: The higher sample rates and associated bandwidth ensure better spectrum coverage and improved Probability Of Intercept (POI) for signals of interest. In addition, the performance of these 8-bit parts surpasses off-the-shelf 10-bit ADCs in terms of Spurious Free Dynamic Range (SFDR). http://mil-embedded.com/articles/sige-based-warfare-processing-performance/ With this new generation of ADCs and DACs, EW system designers get increased bandwidth with sufficient resolution. It’s a win-win with high-quality signal identification and improved immunity from noise that supports real-time analysis of larger amounts of data. While it’s possible to obtain ADCs that operate at 14- to 16-bit resolution rates, these devices typically sample in the hundreds of Msample range, far below the 12 GSps rates at 8 bits now reachable. Curtiss-Wright’s rugged CHAMP-WB-DRFM 6U card set, combining a Tektronix TADF-4300 module featuring a SiGe-based 12.5 GSps 8-bit ADC and a 12 GSps 10-bit DAC (Figure 1), on a Xilinx Virtex-7 FPGA-based 6U VPX card, the CHAMP-WB.

milstar: CHAMP-WB-A25G Single user-programmable Xilinx Virtex-7 FPGAs (X690T ), with 8 GB DDR3L SDRAM 25 Gsps (or dual 12.5 Gsps) 8-bit ADC https://www.curtisswrightds.com/products/cots-boards/fpga-cards/6u-fpga-processors/champ-wb.html

milstar: https://www.armms.org/media/uploads/5-5_gsps_adc_platform_concept_e2v.pdf

milstar: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9680.pdf AD9680 14 bit ADC ENOB 10.1 bit 820 msps at 985 mhz

milstar: 5 June 2013 IBM launches fifth-gen SiGe process, compatible with 90nm CMOS IBM has introduced the fifth generation of its semiconductor technology specialized for high-performance communications. The firm’s latest silicon-germanium (SiGe) chip-making process is designed to enable increasing amounts of data to flow through network backbones in applications such as Wi-Fi, LTE cellular, wireless backhaul and high-speed optical communications.

milstar: https://www.researchgate.net/publication/281100976_A_90nm_SiGe_BiCMOS_Technology_for_mm-wave_and_high-performance_analog_applications Abstract— We present the electrical characteristics of the first 90nm SiGe BiCMOS technology developed for production in IBM’s large volume 200mm fabrication line. The technology features 300 GHz fT and 360 GHz fMAX high performance SiGe HBTs, 135 GHz fT and 2.5V BVCEO medium breakdown SiGe HBTs, 90nm Low Power RF CMOS, and a full suite of passive devices. A design kit supports custom and analog designs and a library of digital functions aids logic and memory design. The technology supports mm-wave and high-performance RF/Analog applications. Keywords—Silicon bipolar process technology; Silicon germanium; Heterojunction bipolar transistors; Millimeter wave technology. I. INTRODUCTION IBM’s 90nm SiGe BiCMOS (9HP) is the world’s first 90nm SiGe BiCMOS

milstar: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/4/article_4973_712.pdf Что касается стоимости современной мини-фабрики, то затраты на ее создание под ключ, включая чистые ком - наты и инженерные системы обеспечения энергоносите - лями, составляют, в зависимости от состава и степени универсальности, от 350 до 500 млн. долл. Срок реали - зации проекта "с нуля" – 30–36 месяцев, не больше, иначе проект морально устареет до того, как начнет приносить отдачу. Еще один важный (если не определяющий) фак - тор в пользу реализации подобных проек тов – уровень квалификации российских специалистов в данной обла - сти, хотя для отладки технологии имеет смысл привле - кать иностранных специалистов с опытом работы на про - изводствах такого уровня.

полная версия страницы