Student (m/w/d): Layoutstrategien für kapazitive DAC-Arrays von SAR-ADC

Während deines Studiums kannst du dich bei uns in laufende Forschungsprojekte einbringen. Geh mit uns an Grenzen des technisch Machbaren und sei dabei, wenn wir gemeinsam Neuland betreten. Wir bieten vielfältige herausfordernde und praxisorientierte Themen für Pflichtpraktika, Bachelor- bzw. Master-Arbeiten oder studentische Assistenztätigkeiten an. Du analysierst wichtige wissenschaftliche Vorlauffragestellungen und stehst den Projektteams mit unterstützenden Entwicklungstätigkeiten zur Seite.

Arbeitsort: Erfurt

Team:
Mikroelektronik

Karrierestufe:
Pflichtpraktikum, Abschlussarbeit

Forschungsfeld: Integrierte Sensorsysteme

Umfang:
3-6 Monate

Beginn:
ab sofort

Bewerbungsfrist: 31.03.2025

Kennziffer:
IMMS_STUD_ME_0924

SAR-ADC sind Analog-Digital-Wandler, die den Digitalwert durch sukzessive Approximation der Eingangsspannung mithilfe eines DAC bestimmen, der von der SAR-Logik gesteuert wird. In den meisten Fällen wird dieser DAC durch ein binär gewichtetes Kondensatorarray realisiert. Innerhalb dieses Arrays gibt es für jedes Auflösungsbit einen geschalteten Kondensator. Die Kapazitätswerte sind binäre Vielfache voneinander und ihre Verhältnisse müssen sehr exakt sein. Die Erstellung eines IC-Layouts, das eine ausreichend hohe Genauigkeit der Kapazitätsverhältnisse bietet, ist aufgrund zahlreicher unerwünschter Effekte, wie parasitärer Kapazitäten, eine anspruchsvolle Aufgabe.

Diese Arbeit soll sich auf verschiedene Layoutstrategien für kapazitive DAC-Arrays konzentrieren, um die durch parasitäre Kapazitäten und Transistor-Mismatch verursachte Ungenauigkeit so gering wie möglich zu halten. Es gibt viele Möglichkeiten, die Kondensatoren zu platzieren und die Leitungsführung anzuordnen. Für eine gegebene Schaltung sollen verschiedene Layoutmuster angewendet, analysiert und miteinander verglichen werden. Die Analyse erfolgt durch Post-Layout-Simulation mit extrahierten parasitären Elementen. Ziel ist es, gute Platzierungs- und Routingmuster im Hinblick auf Transistor-Matching und parasitäre Effekte zu finden.

Darüber hinaus sollen diese Erkenntnisse zur Entwicklung und Verbesserung von automatisierten Layout-Generatoren beitragen. Es kann das Layout bestimmter Strukturen wie Kondensatorarrays entsprechend dem implementierten Layoutmuster und den Einstellungen generieren. Die in dieser Arbeit untersuchten Layoutstrategien sollen verallgemeinert werden, damit sie auf DAC-Arrays jeder Größe angewendet werden können. Im letzten Schritt soll der Layoutprozess als Algorithmus formuliert werden, der in ein Programm umgesetzt werden könnte.

DAS IST ZU TUN:

Einarbeitung in das Thema und die Layout-Software
Erstellung von Layouts mit verschiedenen Platzierungs- und Routingmustern für eine Referenzschaltung (manuell und mithilfe eines Layoutgenerators)
Analyse von parasitären Effekten und Mismatch durch die Ausführung extrahierter Simulationen
Vergleich der verschiedenen Layout-Strategien
Verallgemeinerung und algorithmische Beschreibung vorteilhafter Layoutstrategien

DAS BRINGST DU MIT:

weiterführendes Studium im Bereich der Elektrotechnik
Kenntnisse in analoger CMOS-Schaltungstechnik
motivierte und selbstständige Arbeitsweise

UND DAS SIND WIR:

Wir am IMMS stärken Unternehmen mit anwendungsorientierter Forschung und Entwicklung in der Mikroelektronik, Systemtechnik und Mechatronik und transferieren Ergebnisse der Grundlagenforschung in Anwendungen. Wir unterstützen Unternehmen, international erfolgreiche Innovationen für Gesundheit, Umwelt und Industrie auf den Weg zu bringen und begleiten sie von der Machbarkeitsstudie bis zur Serienreife.

WIR SIND GESPANNT AUF DICH!

Wir freuen uns, wenn du mit uns arbeiten willst.

Bewirb dich bitte nur einmal – für dein Lieblingsthema oder für das, das deinen Interessen am nächsten kommt. So können wir deine Bewerbung am schnellsten bearbeiten und auf dich zukommen. Wenn dich viele Themen interessieren, formuliere das gern in dein Anschreiben mit rein. Falls unsere aktuellen Vorschläge nicht passen sollten – schick uns bitte eine Initiativbewerbung mit deinem Themenwunsch.

DAS HABEN WIR ZU BIETEN:

einen attraktiven Arbeitsplatz in einem modernen sehr gut ausgestatteten und industrienah agierenden Forschungsinstitut
Arbeit direkt an der Schnittstelle zwischen Universität und Industrie
Mitarbeit in einem flexiblen und kreativen Team und an innovativen herausfordernden Themen

Für die ausgeschriebenen Aufgaben und mit den vorhandenen Arbeitsbedingungen ist eine Bewerbung unabhängig vom Geschlecht und / oder von eventuellen körperlichen Behinderungen möglich. Wir fördern die berufliche Gleichstellung von Frauen und Männern. Wir fordern vor allem Frauen auf, sich zu bewerben. Da Frauen am IMMS unterrepräsentiert sind, werden sie bei gleicher Eignung, Befähigung und fachlicher Leistung vorrangig berücksichtigt.