| 題目： | 「MOSトランジスタとIC 〜差動対+カレントミラー≒IC〜 〜真空管時代は50年、ではCMOS時代は〜」 |
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| 講師： | 源代裕治先生（ザインエレクトロニクス） |
| 日時： | 2019年11月26日（火）16:00-17:30 |
| 場所： | 群馬大学理工学部（桐生キャンパス）3号館509号室（E大教室） |
| 概要： |
源代担当分最終回では、IC時代になって何が変わったかを見て行きます。 初期のICはバイポーラで作られました。カレントミラーは、この時に 登場します。個別素子の時代に苦労したバイアス回路方式ですが、 カレントミラーが決定版となり、他の方法を駆逐することになります。 一方の差動対ですが、これは真空管時代の発明です。しかしIC時代になるまで 広く用いられることはありませんでした。高価な真空管を2倍使うからです。 IC化によるパラダイムシフトです。 トランジスタの登場と期を同じくして登場したコンピュータが、元々高価で ICが幾ら微細化しても、コストが下がった分以上に需要が増えるという 市場になりました。 MOSトランジスタは真空管以来のgm素子です。その実用化は、ICの登場と 時期が重なります。回路から見るとこの素子は、gmが小さいやらノイズが 大きいやらで、バイポーラから移行する意義が見い出せられないのですが、 ディジタル回路と同じプロセスで作るというメリットが、何より大きい モチベーションになってCMOS化が進みました。 CMOSに適した回路形式が工夫されてくると、微細化のメリットが享受できて バイポーラではとても及ばない性能も実現されるようになっています。 微細化には膨大な投資が必要ですが、これを正当化してきたのがIC初期の 1965年に提唱されたMooreの法則です。1990年頃にはもう限界かも、と 言われていましたが、それから30年間ずっと限界説が唱えられています。 いつかはCMOS時代の終わりが来るにしろ、エンジニアは、その状況変化に 適応して行くだけのことでしょう。 11/5の講義で説明したレポート課題は、資料 「回路の回り道2019_講義資料2_回路とデバイス.pptx」 の最終ページにあります。12/15までに提出ください。 |
| 源代先生からのメッセージ： |
技術は変化する。電気のように長い歴史がある分野でも、ずっと変化し続けてきた。現在の技術も完成したものではない。 将来のことは分らないが、過去の技術を振り返って現在の視点から眺めてみると、未来を照らす知恵ともなろう。 以て、偉大な先人たちの苦闘を偲び、困難な問題に立ち向かう勇気となさん。 私の担当分5回分の講義では、このような趣旨で、回路の歴史を現在に繋がる視点から散策しようと思う。 良く知っていると思っていることも違う方向から眺めると、きっと楽しい発見がある(といいな)。 各回の大まかなテーマを記す。回路を鑑賞するのに必要な回路理論は、授業ではめったに学ばないので、 その素養をざっくりと養ってから、概ね時代順に、能動素子に応じて工夫された回路を味わって行こうと思う。 回路方程式は殆ど使わない。式を使って分かることも重要だが、式がない方が良く分かることも多いのである。 その代わりにシミュレーションなど当時は使えなかったツールも、使えるものは躊躇なく使う。 |