PROJETO DE UM OSCILADOR CONTROLADO POR TENSÃO
Luiz Paulo Gomes da Silva
UFERSA
Francisco de Assis Brito Filho
Palavras-chave: EDA, Oscilador, criogênico
Resumo
O presente projeto demostra a construção de um oscilador controlado por tensão (oscilador VCO), visando a utilização em ferramentas de leitura de bits quânticos (Qubtis), ferramentas essas que são submetidas a temperaturas criogênicas, cuja a topologia escolhida foi a cross-coupled. Definindo uma frequência de oscilação de 5GHz será construído o esquemático e o layout do oscilador, utilizando ferramentas da Cadence com um PDK open source da IHP 130 nm, no qual possui suporte para as simulações em temperaturas de alguns mK (mili kelvin) de temperatura. O desenvolvimento do projeto será feito utilizando a EDA da Cadence o Virtuoso e utilizando o PDK da IHP 130nm o projeto terá o fluxo de um projeto analógico com o esquemático, layout e o pós layout de um oscilador VCO com topologia de acoplamento cruzado. Será utilizado o Virtuoso uma ferramenta EDA da Cadence com a licença disponibilizada pela instituição para ser feito o esquemático, layout e simulações em relação aos modelos dos semicondutores e regras de fabricação será utilizado o PDK open source IHP 130nm BiCMOS, assim como os modelos de simulação para temperaturas criogênicas. Utilizando os modelos de dispositivos do PDK da IHP 130nm, assim como os indutores e capacitores, foi possível construir o oscilador VCO cross-coupled levando em consideração esses modelos reais foram feitos os cálculos para se encaixar no objetivo do projeto os 5 GHz de frequência. Com a topologia escolhida foi preciso calcular a transcondutância negativa suficiente para sobrepor o desgaste do tanque RLC, vendo a complexidade maior de estar utilizando dispositivos com modelos mais próximos do real e não modelos ideais. Com isso, foi visto que dado as simulações feitas foi possível alcançar a frequência de 5 GHz no qual era o foco do oscilador utilizando as ferramentas EDA da Cadence, como é uma das EDAs mais famosas no mercado é de grande relevância esse contanto e aprendizado com a ferramenta na construção desse projeto e utilizando o PDK open source da IHP para também testar a viabilidade de um PDK open em um projeto analógico.