Masterarbeiten – Institut für Mikroelektronische Systeme

Untersuchung von unterbestimmten Switched-Capacitor-Topologien

Die Masterarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung einer unterbestimmten Switched Capacitor Topologie: "Scaled Frequency Doubler". Die Topologie soll analytisch beschrieben werden, um mögliche Skalierungseffekte im Vergleich zu verbreiteten Topologien zu finden. Im Anschluss sollen die theoretischen Untersuchung mit einem Evaluationsboard auch in der Praxis untersucht werden. Für das Evaluationsboard sollen eine Ansteuerung auf Basis eines FPGAs aufgebaut werden.

Betreuung: Tim Kuhlmann

Student/in: Lukas Böckmann

Jahr: 2025

Laufzeit: 6.02.2025 - 06.08.2025

Entwurf und Evaluierung eines Hochstrom-48V-Hybrid-DC-DC-Wandlers.

Moderne Recheneinheiten in Rechenzentrumsanwendungen benötigen 48V-1V DC-DC-Wandler mit hoher Effizienz und hoher Leistungsdichte. Die thermische Verlustleistung dieser Systeme steigt kontinuierlich, was Wandlerimplementierungen erfordert, die Hunderte oder sogar Tausende von Ampere Strom liefern können. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung von 48V-Hybrid-Switched-Capacitor-DC-DC-Wandler-PCBs, die in der Lage sind, einen Ausgangsstrom von über 100A zu liefern. Mehrere Hochstrom-PCB-Designs sollen entworfen, bestückt und vermessen werden.

Betreuung: Joseph Winkler

Student/in: Rui Li

Jahr: 2025

Laufzeit: 21.01.2025 - 21.07.2025

Untersuchung des Flying-Capacitor-Balancing in Multilevel-Abwärtswandlern mittels Current-Mode-Control

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein N-Level-Buck-Wandlermodell in MATLAB Simulink unter Verwendung von Current-Mode-Control entwickelt und analysiert werden. Ein besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung des Flying-Capacitor-Balancing unter Berücksichtigung von Nichtidealitäten wie endlicher Eingangsimpedanz, nicht-idealer Strommessung, Schaltverzögerung und Mismatch. Zudem soll eine umfassende Literaturrecherche zum aktuellen Stand der Technik sowie zu neuesten Veröffentlichungen in diesem Bereich durchgeführt werden.

Betreuung: Jens Otten

Student/in: Xiaochen Zhou

Jahr: 2025

Laufzeit: 24.03.25 - 23.09.25

Entwurf eines hochtemperaturfähigen, energieeffizienten Referenzoszillators

In der Masterarbeit mit dem Titel "Design and Evaluation of an Integrated Low-Power, High-Temperature-Capable, Multi-Megahertz Reference Clock Generator" wird ein integrierter Taktgenerator für einen Temperaturbereich von -40°C bis 175°C entwickelt. Angestrebt wird ein Temperaturkoeffizient von unter 20 ppm/°C sowie eine Leistungsaufnahme von etwa 1 µW/MHz. Diese Werte entsprechen dem aktuellen Stand der Technik, jedoch bei einem deutlich erweiterten Temperaturbereich. Ein temperaturstabiler und energieeffizienter Taktgenerator ist ein zentrales Element für rauscheffiziente Switched-Capacitor-Filter in analogen Sensor-Frontends.

Betreuung: Hendrik Siemßen

Student/in: Zeen Wang

Jahr: 2025

Laufzeit: 06.11.2024-06.05.2025