EXTRAÇÃO DE PARÂMETROS DO CIRCUITO EQUIVALENTE DE INDUTORES INTEGRADOS

Aluno de Iniciação Científica: Eduardo Jagher (PET)
Curso: Engenharia Elétrica (Eletron.,Eletrotec.,Telecom.)
Orientador: Wilson Arnaldo Artuzi Junior
Departamento: Engenharia Elétrica
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: elementos finitos , circuito integrado , indutor
Área de Conhecimento: 30406013 - TEORIA ELETROMAG., MICROONDAS, PROPAGAÇÃO DE ONDAS, ANTENAS

O objetivo deste trabalho é verificar a acurácia do cálculo da indutância de indutores para circuitos integrados realizado pelo programa CADENCE para aumentar a confiabilidade em projetos de circuitos integrados de rádio frequência que utilizam este tipo de indutor. Assim, foram extraídos resultados através de um simulador eletromagnético baseado no método dos elementos finitos. Para cada indutor analisado é calculada a resposta de tensão gerada pela aplicação de uma fonte impulsiva no domínio do tempo. O valor de indutância desejado é obtido por operações algébricas com as tensões transformadas para o domínio da frequência via transformada de Fourier no tempo discreto. Além do valor da indutância é possível extrair os valores dos elementos usados em modelos mais complexos para o indutor real os quais contém, além do indutor, resistores e capacitores adicionais. Para experimentos numéricos, foram escolhidos quatro indutores octogonais com uma espira e meia, existentes na biblioteca do programa CADENCE. Variou-se o diâmetro da circunferência circunscrita do indutor de 100um a 400um com passo de 100um. Consideraram-se trilhas condutoras perfeitas com espessura infinitesimal, largura de 5um e espaçamento de 5um. As trilhas encontram-se sobre uma camada de 7,13um de óxido de silício depositado sobre um substrato de silício com dopagem do tipo P. Sobre o óxido existe ainda uma camada de 3um de polimida seguida de uma camada de ar. Apesar de sua precisão, o método dos elementos finitos exige que o espaço computacional seja finito. Assim, um estudo preliminar deve ser feito para avaliar as dimensões necessárias para o espaço computacional no qual o indutor está  inserido. Foram adotadas três tipos de condições de contorno: condutor magnético perfeito (PMC), condutor elétrico perfeito (PEC) e condição de absorção (ABC), sabendo-se que todas devem fornecer a mesma resposta caso a dimensão do espaço computacional seja grande o suficiente. Em todos os modelos computacionais utilizou-se malha tetraédrica com arestas de 25um de comprimento médio. A fonte impulsiva consistiu de um pulso cosseno-elevado de 40ps de duração e a resposta foi observada por 800ps com passo de 10fs. Até o presente momento foram realizadas simulações com condição de contorno tipo PMC. Realizando as simulações com os demais tipos de condições de contorno permitirá avaliar a acurácia do cálculo da indutância realizado pelo programa CADENCE.

 

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