Transceiver ASIC in Superjunction HV-CMOS Technologie für einen 3D-Ultraschall-Computertomographen
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Master-Abschlussvortrag
Die 3D-Ultraschall-Computertomographie (3D-USCT) ist eine bildgebende Methode zur frühzeitigen Erkennung von Brustkrebs. Das 3D-USCT-System des Karlsruher Instituts für Technologie enthält mehr als zweitausend Ultraschallsensoren und erzeugt ein dreidimensionales Bild der Brust. Als Sender und Empfänger werden Piezowandler verwendet und je 18 zu einem Transducer-Array-System (TAS) gruppiert. Zur Steuerung und Auslese des TAS wird ein ASIC benutzt. Der ASIC beinhaltet mehrere Hochspannungsverstärker (Sender) und Niederspannungsverstärker (Empfänger) sowie Hochspannungsschalter. Im Rahmen dieser Arbeit wird die XT018-Technologie der Firma X-FAB mit einer Strukturgröße von 180 nm verwendet. Die XT018-Technologie basiert auf einem Silicon-On-Insulator (SOI) Prozess mit Deep Trench Isolation (DTI). Das ermöglicht die Kombination von Hochspannungs- und rauscharmen Niederspannungsverstärkern auf demselben Substrat. Das neu entwickelte Front-End besteht aus Sender und Empfänger.
Der Hochspannungsverstärker wird mit Superjunction HV-CMOS Transistoren mit einer Versorgungsspannung von ±100V aufgebaut. Der Sender wurde mit einer maximalen Ausgangsspannung von 180 V und einer Bandbreite von 6 MHz simuliert. Auf der Empfängerseite wurden zwei neu entworfene Niederspannungsverstärker verwendet. Die Gesamtverstärkung (dreistufiger Aufbau) ist im Bereich von 200 und 10000 einstellbar. Das Front-End wurde vollständig simuliert und das zugehörige Layout erstellt.
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Diese Veranstaltung wird Live übertragen, die Einwahldaten werden über die Erinnerungen verteilt.