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Hier ist nochmals die in
Kapitel 6.1.1 gezeigte
Geometrie von Verbindungsleitungen in einer integrierten Schaltung |
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1 Zeige, dass damit
folgendes Ersatzschaltbild gilt und berechne mit dem gegebenen Werten sowohl
den Widerstand R als auch die Kapazität
C. |
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Für den spezifischen Widerstand der Leiterbahn kann der
Wert r = 2 µWcm verwendet; für dOx,
die Länge l und die Fläche A nehmen wir
realistische Werte von 300 nm, 1 mm bzw. 0,1
µm2; für die relative Dielektrizitätskonstante
des Dielektrikums zwischen den Leiterbahnen gilt eox = 4. |
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2. Zeige, dass sich bei
Einspeisung eines Rechtecksignals am Eingang der Signalverlauf am Ausgang wie
unten gezeigt ergibt. |
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Hinweis: Die folgendeDifferentialgleichung gilt es zu
lösen (Warum?) |
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| I = C · |
dUout
dt |
= |
Uin –
Uout
R |
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Lösungen für die Fälle: Spannung
"rauf" oder Spannung "runter" sind (Warum?): |
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| Uout =
Uin-on · {1 – exp–
(t/RC)} |
| Uout =
Uin-on · exp– (t/RC)} |
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3. Diskutiere:
- Die Bedeutung der Zeitkonstanten t =
RC für die maximale Taktfrequenz von integrierten Schaltungen.
- Die mögliche Beziehung der errechneten Zeitkonstante des Beispiels zu
derzeitigen Taktfrequenzen realer Chips.
- Mögliche Maßnahmen zur Verringerung dieser Zeitkonstanten unter
Berücksichtigung der Eigenschaften realer Materialien.
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Lösung |
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© H. Föll (MaWi für ET&T - Script)
6.1.1 Feldstaerke, Stromdichte und Zeitkonstanten 
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