Simulación de circuitos basada en la implementación de modelos avanzados de dispositivos y sensores electrónicos en verilog-a

Résumé

En este trabajo se han desarrollado modelos de dispositivos electrónicos avanzados (transistores multipuerta de última generación y de longitudes de puerta nanométricas, la mayoría de ellos implementados en tecnología Silicon-On-Insulator, (SOI) y sensores de corriente basados en el principio físico de la magnetorresistencia gigante (sensores Spin-Valve (SV) y Magnetic-Tunnel-Junctions (MTJ)). Los modelos han sido implementados haciendo uso del lenguaje, de uso generalizado actualmente, para la implementación de modelos compactos Verilog-A. Para llevar a cabo esta actividad se han utilizado los compiladores de Verilog-A incorporados en los simuladores de circuitos de uso corriente en la industria electrónica: ELDO y Advanced Design System. En ambos casos se trata de simuladores de circuitos comerciales de primer nivel. Los dispositivos estudiados han sido simulados y caracterizados experimentalmente en laboratorio en diferentes condiciones de temperatura y configuraciones circuitales para obtener sus características básicas y poder abordar así la obtención de parámetros. El conjunto de parámetros y modelos introducidos en los simuladores nos han permitido estudiar también el papel de estos dispositivos a nivel circuital. Se han estudiado diferentes tipos de circuitos. En el caso de los transistores multipuerta, se analizan anillos osciladores, inversores, y otras configuraciones características de la electrónica digital. En el caso de los sensores de corriente se han analizado circuitos de instrumentación típicos. Entre ellos, diferentes puentes de instrumentación, conversores de resistencia a frecuencia, convertidores generalizados de impedancias y diferentes configuraciones de watímetros. Los diseños de estos circuitos se han revisado para adaptarlos y mejorarlos a la nueva tecnología que se incorpora mediante la introducción de los dispositivos electrónicos previamente mencionados.