MENTOR GRAPHICS

Standar

DESAIN SKEMATIK,LAYOUT DAN SIMULASI DENGAN  MENGGUNAKAN  PERANGKAT LUNAK

MENTOR GRAPHICS

KONSEP KERJA CMOS

STRUKTUR MOS

Awal tahun 1962 gate semikonduktor terbuat dari alimunium dimana dikenal dengan nama MOS (Metal Oxyde Semiconductor). Setiap MOS terdiri dari source, Gate dan drain. Struktur ini bisa dilihat pada source MOS tersebut. Untuk MOS tipe-P, source akan terhubung dengan sumber tegangan 0 V atau ground. Sedangkan untuk MOS tipe-N, source akan terhubung dengan sumber tegangan 0 V dan drain  terhubung dengan sumber tegangan positive atau VCC. Gate berfungsi sebagai pengendali aliran tegangan atau dengan kata lain sebagai pengendali switch.

Untuk susunan MOS yang digunakan pada teknologi AMS 0,35 NM adalah tampak seperti  terlihat bahwa susunan  MOS mempunyai  4metal,yaitu metal 1,metal2,metal 3 dan metal 4 dan 2 polysilicon (poly),yaitu poly 1 dan poly 2. Untuk menghubungkan antara poly-metal, metal-metal dan poly-poly digunakan via dan contact.

Logika kerja CMOS menggunakan kombinasi transistor tipe-P dan tipe-N dimana masing-masing transistor bekerja saling berlawanan. Jika transistor tipe-P dalam kondisi ON atau 1 maka transistor tipe-N dalam kondisi OFF atau 0 dan sebaliknya. Jadi bisa dikatakan bahwa CMOS adalah gabungan antara PMOS dan NMOS (CMOS=PMOS + NMOS). Kedua gabungan transistor tersebut masing-masing disebut  sebagai jarinngan P dan jaringan N.

Untuk menjelaskan kerja jaringan transistor, kita akan mempergunakan rangkaian inverter, sebab rangkaian inverter terdiri dari dua transistor yaitu satu jenis P  dan satu jenis N. ini sama persis dengan kondisi jaringan. Setiap transistor bekerja seperti switch, dimana pola kerjanya akan berada dalam kondisi tertutup atau terbuka. Jika input rangkaian diberi nilai 0, maka transistor tipe-N dalam kondisi terbuka dan transitor tipe-P dalam kondisi tertutup sehingga nilai output adalah 1. Begitu juga sebaliknya jika input diberi nilai 1, maka transistor tipe-P dalam kondisi terbuka dan transistor tipe-N dalam kondisi tertutup sehingga tegangan dari ground akan lewat transistor tipe-N, sehingga output rangkaian bernilai 0.

PROSES DISAIN IC CMOS

Dalam proses mendesain rangkaian CMOS ada beberapan urutan yang harus dilalui yaitu: mendefinisikan input dan output dalam rangkaian, perhitungan manual, mensimulasi adanya parasitic, mengevaluasi kembali  input/output rangkaian, mengirim untuk di produksi dan ditest. Alur diagram dari proses ini bisa dilihat pada perincian rangkaian jarang ditetapkan secara baku, rangkaian dapat berubah sesuai kebutuhan. Kita dapat memilih antara biaya dan kemampuan CHIPs, perubahan terhadap niali jual chips atau perubahan sesuai keinginan pelanggan. Hampir semua kasus, sebagian  besar berubah setelah chips sampai taraf produksi dan itu tidak mungkin dirubah. Jadi dalam teknik disain chips banyak melibatkan parameter baik parameter teknik maupun parameter non teknis dan komersial.

Sebuah disain chips yang umum dikenal dengan ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Metode yang lain dari desain chips, diantaranya Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) dan pustaka (libraries) standar cell telah digunakan untuk jumlah rangkaian yang terbatas dan disain yang alur datanya untuk proses IC CMOS cepat. Kebanyakan chips dibuat masal, diantaranya microprosesor dan memori.

PRODUKSI

Rangkaian CMOS yang terintegrasi diproduksi pada lingkaran thin film yang berpetak dari silicon yang dikenal dengan wafer (kue silicon). Setiap wafer berisi masing-masing individual chips atau koin, untuk produksi yang dimaksud setiap koin pada wafer biasanya mempunyai bentuk yang sama.

Untuk membuat disain rangkaian dan membuat layoutnya bisa menggunakan perangkat lunak disain layout yang ada saat ini. Dalam tutorial ini, menggunakan softeware mentor graphic dengan teknologi bahan Dari AMS (Austria Micro System) 0,35 nm yang berjalan disistem operasi linux. Salah satu contoh bentuk prototype layout yang siap dikirim untuk membuat  prototype chips. Rangkaian ADC pipeline 8 bit, pada sisi atas dan sisi kanan merupakan floor digital, sedangkan sisi bawah dan sisi kiri digunakan untuk floor analog. Untuk setiap floor harus ditambahkan pin sumber tegangan, untuk floor analog. Ditambahkan pin VDDA (VCC) dan VSSA(Ground). Untuk floor digital ditambahkan pin VDD(VCC) dan VSS(Ground). Kemudian keluaran / masukan juga harus diletakkan sesuai dengan fungsinya, misalnya OB33 adalah pin keluaran digital, IB15 merupakan pin masukan digital, untuk analog baik pin masukan maupun pin keluaran menggunakan pin yang sama yaitu IOA5P, tinggal mengatur arahnya sebagai masukan atau sebagai keluaran. Kemudian antar sisi floor dihubungkan dengan corner.

File hasil disain dari CAD layout, mempunyai jenis file yang beragam tergantung perangkat lunak apa yang dipakai. Missal dalam mentor graphic mempunyai format tertentu, kemudian kalau file tersebut akan dikirim ke pabrik pembuat IC , maka format file harus dirubah dalam format GDSII atau GDS saja. Jika file disain dalam format GDS maka bisa segera dikirim lewat internet ke pabrik pembuat IC.

Saat ini pabrik atau lab pembuat IC telah banyak berkembang , diantaranya MOSIS, yang berada di USA, TMC yang berada di Taiwan, TIMA berada difrance, NEC berada di jepang, Samsung di korea, MIMOS ada dimalaysia, dan masih banyak yang lainnya.

Dalam pembahasan tutorial ini, akan ditunjukan bagaimana cara mendisain skema rangkaian elaektronik, melakukan simulasi dan membuat layout.

 

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s