Rangkaian Terpadu 4 Bit Multiplexer-Demultiplexer (Mux/Demux) HCMOS (High Speed Complementary Metal Oxide Semiconductor) dengan Driver Cascade 2 Tingkat
| Main Author: | Stefanie, Arnisa |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed |
| Terbitan: |
, 2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/158701/ |
Daftar Isi:
- Rangkaian terpadu MUX/DEMUX 4 bit HCMOS merupakan gabungan rangkaian multiplexer-demultiplexer dalam teknologi komunikasi digunakan sebagai pensaklaran data atau media transfer data. Teknologi CMOS merupakan gabungan transistor MOS tipe n dan MOS tipe p, yang memiliki kerapatan divais dan disipasi dayanya yang rendah atau dikenal dengan IC low power, sehingga banyak digunakan untuk pengolahan sinyal digital. Desain rangkaian terpadu MUX/DEMUX 4 bit HCMOS merupakan teknologi alternatif pada jalur komunikasi data sederhana.Teknologi HCMOS dikembangkan dengan menambahkan driver kaskada dua tingkat pada bagian output rangkaian dasar CMOS yang berfungsi untuk mengurangi efek propagatin delay rangkaian. Nakura, Ueda, Kubo, dkk, 2000 “ A 3.6-Gb/s 340-mW 16 : 1 Pipe-Lined Multiplexer using 0.18 m SOI-CMOS Technology ” menerangkan bahwa perkembangan teknologi LSI pemrosesan data secara efisien tetapi juga memiliki kecepatan tinggi dan beroperasi dalam disipasi daya rendah, karena dapat mengurangi elemen parasitik yang ada diantara chip dalam sistem sebelumnya. Kehrer, Wohlmuth, Knapp, dkk pada tahun 2003 pada penelitiannya tentang “ 40-Gb/s 2:1 Multiplexer and 1:2 Demultiplexer in 120-nm Standard CMOS ” menyatakan bahwa CMOS menjadi alternatif yang sesuai untuk desain sirkuit broadband 10+Gb/s. Pendekatan ini sangat ekonomis karena biaya produksi lebih rendah, hasil yang lebih tinggi dan dapat memuat banyak rangkaian terintegrasi. Terdapat beberapa macam teknologi mikroelektronik yang digunakan, yaitu teknologi bipolar dan teknologi MOS. Pada awalnya pengolahan dilakukan dengan teknologi bipolar untuk menghasilkan jenis IC TTL ( Transistor-Transistor Logic ), sedangkan teknologi MOS kelebihannya utamanya adalah kerapatan divais dan disipasi dayanya yang rendah atau dikenal dengan IC low power, sehingga banyak digunakan untuk pengolahan sinyal digital. Sehingga dilakukan pengembangan teknologi IC pada implementasi HCMOS yaitu teknologi CMOS dengan penambahan beberapa rangkaian untuk meningkatkan kecepatan proses dan memperkecil disipasi daya. (Tibyani dan Darmawansyah, 2008). Rangkaian MUX/DEMUX 4 bit HCMOS bersifat tidak simultan dengan pin input dan output yang digunakan secara bersama dengan pin enable yang digunakan sebagai pengontrol. Performa rangkaian yang berupa pengurangan nilai noise margin, efek propagation delay dan disipasi daya rendah menjadi pembahasan utama. Metode yang digunakan adalah membandingkan hasil analisis perhitungan dan simulasi pada teknologi HCMOS 1.2 μ m dan teknologi HCMOS 0.18 dengan menggunakan variasi tegangan supply V DD 2 volt dan 5 volt untuk menentukan teknologi yang lebih baik dalam desain ini. Metode analisis perhitungan dilakukan dengan menggunakan persamaan sesuai landasan teori dengan parameter dalam desain rule Microwind2 Level 3 yaitu tegangan treshold VT, ketebalan oksida gerbang tox, parameter transkondukransi K n & K p , konstanta dielektrik polisilikon dengan bahan SiO 2 ε ox , GAMMA, PHI, lamda, TA, LD, NSS, V DD . Analisis perhitungan dilakukan untuk menentukan nilai W dan L dengan menggunakan parameter transkonduktasi K R = 1 untuk menghasilkan grafik VTC yang simetris. Parameter noise margin yaitu nilai V IH ; V OH ; V IL ; V OL , parameter propagation delay yaitu nilai t PLH ; t PHL ; t r ; t f ; T PD , dan nilai power dissipation serta power delay product juga dianalisis dengan perhitungan persamaan. Metode analisis hasil simulasi yang dilakukan dengan menggunakan PSPICE14 dilakukan dengan menganalisis grafik VTC ( Voltage Transfer Characteristic ) untuk menentukan parameter noise margin, menganalisis grafik unit step dengan membandingkan sinyal input dan output untuk menentukan parameter propagation delay , simulasi nilai power dissipation dilakukan dengan menggunakan Microwind2 dengan mengetahui hasil running layout rangkaian yang dipengaruhi oleh dimensi fisik rangkaian. Nilai noise margin , propagation delay dan power dissipation dipengaruhi oleh dimensi fisik rangkaian yaitu ketebalan lapisan oksida t ox dan struktur W dan L dengan pengaruh nilai lamda. Teknologi 1.2 μ m memiliki nilai t ox 25 nm dengan lamda 0.6 μ m dan teknologi 0.18 μ m memiliki nilai t ox 4 nm dengan lamda 0.09