素子特性の多様性への対処とは? わかりやすく解説

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素子特性の多様性への対処

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2017/04/19 14:04 UTC 版)

集積回路設計」の記事における「素子特性の多様性への対処」の解説

アナログIC設計重要な問題として、IC上の個々素子特性にかなりばらつきがあることが挙げられる個別部品回路を組むときには部品特性測定して選別することができるが、集積回路上の素子については制御できない例えば、あるIC抵抗器抵抗値は ±20%ばらつきがあり、バイポーラトランジスタβ値20 から 100 までのばらつきを示す。同じ設計であってもウェハー異なれば特性が変わるし、同じウェハーから切り出したICでも、不純物拡散ばらつきがあるため、特性が違う。このばらつき原因は、半導体製造工程制御不能な無作為分散があるためである。製造時のちょっとしたタイミング変化でも、特性変化するこのようなばらつき影響を減らす設計手法として以下のものがある。 抵抗絶対値ではなく抵抗比率中心として設計する部品配置幾何学的にすることで分散影響を減らす。 部品大きくすることで確率的な影響小さくする。 大きな部品小さな部分分け、それらを配線して同等な機能持たせる。これにより全体としてばらつき影響相殺される。 密接に関連する素子をコモンセントロイド型の配置にすることでばらつき相殺する例えば、オペアンプでのトランジスタ差動ペアなど)。 一般にアナログIC特性絶対値それほど重視されない。ただし、このようなばらつき問題対応するため、アナログIC設計通常の基板レベル設計では手法がかなり異なる。

※この「素子特性の多様性への対処」の解説は、「集積回路設計」の解説の一部です。
「素子特性の多様性への対処」を含む「集積回路設計」の記事については、「集積回路設計」の概要を参照ください。

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