Bauelementmodelle für den ASIC-Entwurf in der KFZ-Elektronik

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Bauelementmodelle für den ASIC-Entwurf in der KFZ-Elektronik

Claus, P. / Kienzler, R.

Smart Power Technologien erlauben es, Anforderungen der KFZ-Elektronik optimal in anwenderspezifischen integrierten Schaltungen umzusetzen. Dabei ermöglicht die Vielzahl der Bauelemente eine Auswahl der für die Problemlösung geeignetsten Schaltungstechnik. Das große Einsatzspektrum unterschiedlicher Bauelemente stellt hohe Anforderungen an Simulationsprogramme und Modelle für den rechnergestützten Schaltungsentwurf. Netzwerkanalyseprogramme für Analogsimulation (ASTAP, SABER, xSPICE) benötigen entsprechend vielfältige und leistungsfähige Bauelementmodelle. Gefordert wird eine hinreichend hohe Genauigkeit im technisch wichtigen Bereich. Die Einsatzbedingungen in der Automobilelektronik sehen zum Beispiel einen Temperaturbereich von -55 Cel bis +150 Cel vor. Die Modelle müssen für den Schaltungsentwickler transparent bleiben und möglichst einfache Funktionsbeschreibungen verwenden. Layout- und Technologiesensitivität ist zu erzielen. Toleranzuntersuchungen anhand charakteristischer Modellparameter wie Stromverstärkung oder Steilheit müssen unterstützt werden. Für die möglichst unabhängigen Modellparameter müssen eindeutige Extraktionsvorschriften definiert sein. Standardmodelle erfüllen die Anforderungen nicht oder sind, wie im Fall des DMOS-Transistors, gar nicht verfügbar. Die Konzentration auf schaltungstechnisch relevante Eigenschaften erlaubt die Entwicklung spezieller Modelle, die höhere Genauigkeit bei gleicher Komplexität (Parameteranzahl) aufweisen. Einige der wichtigsten Modelle werden im folgenden näher betrachtet.