طراحی cad برای طراحی و بهینه سازی سلف و مدارات مجتمع rf

در این رساله یک ابزار cad به منظور طراحی و بهینه سازی مدارهای مجتمع rf، پیاده سازی شده است. مسأله مهم در طراحی مدارهای مجتمع rf در تکنولوژی cmos، توجه به عناصر پارازیتیک ترانزیستور، خازن و سلف های مجتمع آن است و این مسأله محاسبات دستی طراحی را پیچیده می کند. یک ویژگی مهم این ابزار استفاده از مدل های دقیق عناصر با توجه به جانمایی آنها و در نظر گرفتن کلیه عناصر پارازیتیک در طراحی است لذا جواب بدست آمده به واقعیت بسیار نزدیک است. در این رساله برای بهینه سازی مدارهای rf، الگوریتمی با نام "الگوریتم ژنتیک مبتنی بر جبهه پارتوی توزیع شده " ارایه شده است. در این روش مجموعه اعضاء جبهه پارتو در یک مجموعه بیرونی نگهداری می شوند. در نهایت آن دسته از اعضاء جبهه پارتو که شرایط مسأله را برآورده می کنند به عنوان جوابهای نهایی ارایه می شوند. دست کاربر در انتخاب جواب مناسب تر از بین جوابهای قابل قبول نهایی، با توجه به نیازها و محدودیت های خاص مسأله باز خواهد بود. سرعت همگرایی بهتر این الگوریتم در مقایسه با روش های متداول با چند مسأله نمونه نشان داده شده است. برنامه های الگوریتم با matlab نوشته شده است و شبیه سازی مدار بوسیله hspice-rf با تکنولوژی cmos 0.18um صورت گرفته است. در این رساله چندین ساختار lna مجتمع، شامل ترکیب های cascode، folded cascode و cascode تفاضلی ارایه شده و برای آنها فیلتر حذف تصویر معرفی شده است. این مدارها با استفاده از ابزار cad ارایه شده، طراحی و بهینه شده اند. همچنین یک تقویت کننده گسترده cmos کاملاً مجتمع، برای کاربردهای ارتباطات بیسیم و گیرنده های اپتیکی پهن باند طراحی و بهینه شده است. در بخش دیگر این رساله، یک ساختار جدید برای پیاده سازی سلف های مجتمع ارایه شده است. این ساختار بصورت سلنوییدی در لایه های مختلف فلزی در تکنولوژی cmos پیاده سازی شده است. این سلف ها بوسیله نرم افزار تحلیل الکترومغناطیسی sonnet، برای مقادیر مختلف ابعاد قطر داخلی شبیه سازی و پارامترهای s آنها تا فرکانس 20ghz استخراج شده است سپس یک مدل شبکه عصبی برای آن ارایه شده که با دریافت قطر داخلی و فرکانس مورد نظر مقادیر پارامترهای s را در خروجی تولید می کند. با استفاده از این مدل، سلف سلنوییدی مناسب برای کاربردهای مختلف طراحی شده است. در این رساله با شبیه سازی نشان داده خواهد شد که این سلف ها نسبت به سلف های چند لایه متداول کیفیت بهتری در کاربردهای مختلف خواهند داشت.