Integrierte Schaltungen

Integrierte Schaltungen sind die Schlüsselkomponenten der modernen Elektronik; jeder Computer und nahezu jedes elektrische Gerät werden erst durch den Einsatz der auf einem Silizium-Chip zusammengefassten Schaltungsstrukturen ermöglicht.
Es ist Ziel des vorliegenden Lehrbuchs, alle wesentlichen Aspekte des Entwurfs, der Simulation und der Layout-Erstellung integrierter Schaltungen zu vermitteln. Ausgehend von den Bauelement-Grundlagen über die Prozesstechnik hin zu konkreten Ausführungsbeispielen erhält der Leser eine umfassende Einführung in das Gebiet der integrierten Schaltungen.
Das Buch ist in vier Teile gegliedert.
Nach einer Einführung in den Themenbereich der integrierten Elektronik stehen im Teil I des Buches die Beschreibung integrierter Bauelemente sowie die grundlegenden Technologien bei der Fertigung im Mittelpunkt.
In den folgenden beiden Kapiteln des zweiten Teils werden anhand einfacher, industriell verfügbarer Prozesse die Grundlagen für einen prozessspezifischen Schaltungsentwurf und die zugehörige Layout-Erstellung praxisnah erläutert. Dabei wird sowohl auf die erforderlichen schaltungstechnischen Grundlagen als auch auf die gängigen Design-Methoden und Verifikationsverfahren (Simulation, Design-Rule-Check, Layout Versus Schematic) eingegangen.
Die im zweiten Teil des Buches vorgestellten Prozesse und Grundregeln finden dann in den Teilen III und IV konkrete Anwendung: Anhand ausgewählter analoger und digitaler Grundschaltungen werden Rechen- und Layout-Beispiele ausführlich erläutert.
Der Leser wird mit diesem Buch in die Lage versetzt, integrierte Schaltungen vom einfachen digitalen Gatter bis hin zu aufwendigen analogen Operationsverstärkerschaltungen selbst entwerfen und simulieren zu können. Die zugehörige Simulations- und Designsoftware (LT-SPICE, L-EDIT) wird dem Leser dafür im Downloadbereich des Verlages zur Verfügung gestellt.
Das Buch richtet sich an Studierende der Elektrotechnik, Informatik oder Physik und kann während des Studiums angefangen bei den Grundlagen der Elektronik und Schaltungstechnik über die Halbleiter- und Prozesstechnologie bis hin zum Design integrierter Schaltungen vorlesungsbegleitend verwendet werden. Die ausführlichen Rechen- und Simulationsbeispiele sollen zudem ein Selbststudium für Quereinsteiger ermöglichen.

Aus dem Inhalt:
Teil I - Grundlagen integrierter Schaltungen
Technologien der Mikroelektronik
Physikalische Grundlagen der Halbleitertechnik
Integrierte Bauelemente
Technologie integrierter Schaltungen
Aufbau- und Verbindungstechnik
Defektmechanismen und Teststrategien
Teil II - Prozesse und Layout integrierter Schaltungen
Standardprozesse der IC-Fertigung
Entwurf integrierter Schaltungen Teil III - Analoge integrierte Schaltungen: Design, Simulation und Layout
Stromspiegelschaltungen
Stromquellen
Spannungsreferenzen
Das Differenz-Transistorpaar
Operationsverstärker
Einführung in die GMC-Schaltungen
Teil IV - Digitale integrierte Schaltungen: Design, Simulation und Layout
Grundlagen digitaler integrierter Schaltungen
Design und Layout digitaler Gatter in Emitter-Gekoppelter Logik (ECL)
Design und Layout digitaler Gatter in Transistor-Transistor-Logik (TTL)
Design und Layout digitaler Gatter in CMOS
Moderne Entwicklungen