Student (m/w/d): Ultra-Niedrigleistungs-LDO für RFID-Tags

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:
Abschlussarbeit

Forschungsfeld: Integrierte Sensorsysteme

Umfang:
6 Monate

Beginn:
ab sofort

Bewerbungsfrist: 31.12.2025

Kennziffer:
IMMS_STUD_ME_0725

In einem passiven UHF-RFID-System wird die Energie aus dem eingehenden HF-Signal gewonnen. Diese Energie wird durch einen Gleichrichter in eine Gleichspannung umgewandelt und anschließend durch einen ladungsbasierten DC/DC-Wandler verstärkt. Die gewonnene Energie wird später zur Versorgung der On-Chip-Komponenten, wie dem EEPROM, sowie externer Peripheriegeräte, wie Sensoren und Aktoren, verwendet. Aufgrund der stufenförmigen Ladungsakkumulation des DC/DC-Wandlers weist die verstärkte Ausgangsspannung eine treppenartige Wellenform auf. Dadurch entsteht ein nicht idealer, ripple-reicher Eingang für den On-Chip-LDO-Regler (Low Drop-Out). Darüber hinaus wechseln digitale Schaltungen häufig den Betriebsmodus, beispielsweise wenn sie in einen stromsparenden Ruhezustand übergehen oder diesen verlassen, wenn sie eine Reihe von Rechenoperationen ausführen oder auf einen Speicher zugreifen. Daher kann sich der Lastbedarf schnell ändern, was zu großen transienten Schwankungen am LDO-Ausgang führt. Dies kann dazu führen, dass der LDO-Ausgang unter die erforderlichen Mindestwerte sinkt oder über die Sicherheitsmargen ansteigt. Solche Schwankungen können Timing-Verletzungen, Bitfehler und Fehlfunktionen digitaler Schaltungen verursachen, die wiederum eine Systeminstabilität auslösen können.

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines LDOs mit niedrigem Stromverbrauch, der einen gerippten DC Eingang effektiv regeln und eine saubere, stabile Ausgangsspannung erzeugen kann, wie sie für digitale und EEPROM-Operationen im RFID-Tag erforderlich ist. Die wichtigsten Herausforderungen sind die Minimierung des Ruhestroms, um innerhalb des engen Leistungsbudgets des Energy-Harvesting-Systems zu bleiben, sowie die Erreichung einer hohen Welligkeitsunterdrückung der Stromversorgung (PSRR) und eines robusten Einschwingverhaltens. Das Design wird in der Standard-0,18-μm-CMOS-Technologie implementiert und validiert.

DAS IST ZU TUN:

Literaturrecherche und Verständnis des Themas
Festlegung von Spezifikationen und Modellierung des LDO
Schaltungsentwurf und Simulation
Leistungsbewertung
Layout des vollständigen Designs (optional)
Dokumentation

DAS BRINGST DU MIT:

Grundkenntnisse in der Entwicklung analoger Schaltungen
Starkes Interesse an Niederspannungs- und Schwachstromschaltungen
Grundlagen der LDO-Regler
Kenntnisse der Entwicklungsumgebung „Cadence Virtuoso“

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.