試作LSIの測定評価を主題とした実験テーマの立上げとその実験環境の構築

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1.目的現在,本学電気電子工学科における学生実験や卒業研究においては,テーマに応じた集積回路の設計・試作等が行われているが,試作したLSIの測定評価に関しては充分な教育指導が行われておらず,また実験環境も十分に整備がなされているとは言い難い。そこでこれらの問題を改善することを目的に,試作したLSIの測定評価についての学生実験テーマの立ち上げ及び実験環境の構築を行った。2.実施方法及び成果(1)測定評価用LSIの設計と試作依頼測定評価対象として,数種類のオペアンプの試作を行った。具体的には,回路シミュレータによる回路設計とマスク設計CADによるレイアウト設計に取り組み,そのデータを東京大学大規模集積システム設計教育センターに提出し試作した。設計したオペアンプの中には,同じ回路でも異なるマスクレイアウト手法のものを入れるなど,異なる素子値の回路にとどまらず,レイアウトの異なる回路も作り込み,その効果も評価できるよう配慮した。また,単体のMOSFETを配置し,MOSFETのパラメータ値の抽出測定も可能なものとした。(2)試作LSI測定用実験装置の作成試作LSI測定用のプリント基板の設計に取り組み,基板加工機で実際に作成した。また,加工した基板には,入出力端子や測定点にコネクタや測定専用端子などを配置し,学生が評価そのものに集中できるような測定用実験装置を作成した。(3)測定評価実験の実験テキストの作成(1)で試作し納品されたLSIの測定評価を行い,試作LSIの正常動作を確認した。また,オペアンプの交流解析の評価項目については,設計値と異なる結果が得られたものもあったが,これは机上設計では見えてこない寄生容量などの影響を受けたものと思われる。これらの測定結果を踏まえて,MOSFETのパラメータ抽出及びオペアンプの評価実験の実験テキストの作成を行った。なお,この実験環境を使った測定評価の学生実験が,平成20年度より実施が予定されている。