Design of analog blocks in 65nm technology for calorimetry and time measurement applications

L'esperimento CMS mira a esplorare e a precisare il Modello Standard. L'HGCAL (calorimetro ad alta granularità) è uno dei rivelatori utilizzati in questo esperimento e richiede un chip in grado di misurare le cariche e rilevare il tempo. In questo contesto, è stato proposto il chip HGCROC3B. Questo chip ha un preamplificatore e un discriminatore ToT (Time over Threshold) per la calorimetria e un discriminatore ToA (Time of Arrival) per il rilevamento del tempo. L'ultima versione di questo circuito, HGCROC3B, è stata sviluppata utilizzando transistor al silicio di 130 nm e ha 72 canali. Poiché il laboratorio OMEGA lavora quasi esclusivamente con transistor CMOS di 130 nm, questo lavoro ha riguardato l'inizio della progettazione del blocco di elaborazione analogica (i canali e il bias) dell'HGCROC3B su transistor di 65 nm. L'obiettivo principale di questo nuovo progetto era principalmente verificare la fattibilità del trasferimento e, se possibile, migliorare alcune parti del design. I risultati delle simulazioni hanno mostrato che i blocchi progettati a 130 nm potevano essere adattati a 65 nm, ma che dovevano essere effettuate attente verifiche in termini di mismatch, di corners (PVT) e di Monte Carlo. Questo lavoro serve quindi da trampolino di lancio per lo sviluppo ulteriore di chip a 65 nm con blocchi analogici già progettati. Sono state inoltre effettuate misurazioni sull'HGCROC3B esistente per approfondire la comprensione dei chip.