• 제목/요약/키워드: 게이트 시뮬레이션

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금속 공간층의 깊이에 따른 Metal-oxide-nitride-oxide-silicon 플래시 메모리 소자의 전기적 특성

  • 이상현;김경원;유주형;김태환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.228-228
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    • 2011
  • 낮은 공정비용과 높은 집적도를 가지는 플래시 메모리 소자에 대한 휴대용기기에 응용가능성때문에 연구가 필요하다. 플래시 메모리 중에서도 질화막에 전하를 저장하는 전하 포획 플래시 메모리 소자는 기존의 부유 게이트 플래시 메모리 소자에 비해 공정의 단순하고 비례축소에 용이하며 인접 셀 간의 간섭에 강하다는 장점으로 많은 관심을 갖게 되었다. 소자의 크기가 작아짐에 따라 전하 포획 플래시 메모리 소자 역시 인접 셀 간의 간섭현상과 단채널 효과가 문제를 해결할 필요가 있다. 본 연구에서는 인접 셀 간의 간섭을 최소화 시키기 위하여 metal-oxide-nitride-oxide-silicon (MONOS) 플래시 메모리 소자에 bit-line 방향으로 금속 공간층을 삽입할 구조를 사용하였으며 금속 공간층의 깊이에 따른 전기적 성질을 비교하였다. 게이트 길이는 30 nm, 금속 공간층의 깊이를 채널 표면에서부터 4 nm~12 nm까지 변화하면서 TCAD 시뮬레이션 툴인 Sentaurus를 사용하여 전기적 특성을 계산하였다. 금속 공간층의 깊이가 채널표면에 가까워 질수록 fringing field가 증가하여 드레인 전류가 증가하였고, 금속 공간층의 전기적 차폐로 인해 인접 셀의 간섭현상도 감소하였다. 금속 공간층이 표면에 가까이 위치할수록 전하 저장층을 감싸는 면적이 증가하여 coupling ratio가 높아지기 때문에 subthreshold swing 특성이 향상되었으나, 금속 누설전류가 증가하였다.

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확장성을 고려한 다수결 게이트 기반의 QCA 4-to-2 인코더 설계 (Design of Extendable QCA 4-to-2 Encoder Based on Majority Gate)

  • 김태환;전준철
    • 정보보호학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.603-608
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    • 2016
  • 인코딩은 정보의 형태나 형식을 표준화, 보안, 처리 속도 향상, 저장 공간 절약 등을 위해 다른 형태나 형식으로 변환 또는 처리 하는 것을 말한다. 정보 통신에서 송신자의 정보가 다른 형태로 수신자에게 전달할 수 있도록 정보를 변환하는 것도 인코딩이다. 이 처리를 수행 하는 장치를 인코더라 부른다. 본 논문에서는 양자 컴퓨터에서 요구되는 인코더 중 가장 기본적인 4-to-2 인코더를 제안한다. 제안한 인코더는 2개의 OR 게이트를 사용하여 구성된다. 제안한 구조는 셀의 간격을 최적화 하고 배선간의 잡음을 최소화하는 것을 목적으로 설계한다. 제안된 인코더를 QCADesigner를 통해 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 분석하여 효율성을 확인한다.

광물 탐사를 위한 고효율 양극성 펄스전원장치 설계 및 실험 (Design and testing of bipolar pulsed power supply with high efficiency for mineral exploration)

  • 배정수;김신;유찬훈;김형석;김종수;장성록
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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    • pp.48-50
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    • 2018
  • 본 논문은 광물 탐사용 25kW 양극성 펄스전원장치에 대해 기술한다. 고효율 LCC 공진형 컨버터와 풀 브리지 기반 바이폴라 펄스 스위칭부로 구성된 500V, 12.5A 단위 모듈을 설계한다. LCC 공진형 컨버터는 도전 손실을 줄이기 위해 사다리꼴 모양의 공진 전류를 갖도록 하고, 높은 전력 밀도를 달성하기 위해 변압기의 누설 인덕턴스를 공진 인덕턴스로 활용한다. 또한, 반복적인 짧은 펄스 기반으로 설계된 게이트 구동 회로는 DC에서 8kHz의 주파수 범위를 동작시키고 게이트 변압기의 사이즈를 줄이기 위해 제안된다. 개발된 양극성 펄스전원장치는 4개의 모듈이 직병렬로 결선되어 부하 조건에 따라 Grounded dipole mode (2kV, 12.5A) 또는 Loop mode (500V, 50A)로 동작한다. 네 모듈의 출력 전압 밸런싱을 충족시키기 위해 LCC 공진형 컨버터의 변압기에 보상권선이 감긴다. 본 논문에서는 양극성 펄스전원 장치의 상세설계에 대해 기술하고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 이를 검증한다.

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주파수 호핑방식 무선 LAN의 PLCP 계층 회로 설계 (Circuit Design of Frquency Hopping Wireless LAN PLCP Sublayer)

  • 최해욱;김경수;기장근;조현묵
    • 한국통신학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.1941-1951
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    • 1998
  • 본 논문은 IEEE 802.11 주파수 호핑방식 무선 LAN 규격에 적합한 프로토콜 프로세서 설계 연구의 일환으로, 물리계층의 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 프로토콜 기능을 하드웨어로 설계하였다. 설계 환경으로는 UNIX 환경하에서 COMPASS 틀을 사용하였으며, $0.8\mu\textrm{m}$ CMOS 공정인 cmn8a technology를 이용하였다. 결과적으로 사용된 전체 게이트 수는 약 6300 게이트 정도이며, 전체 칩 면적은 약 $2.5{\times}2.5mm^2$ 정도이다. 개발된 PLCP 부계층 회로는 IEEE 802.11 무선 LAN 주파수 호핑방식 규격에서 규정한 내용을 만족시키도록 설계되었으며, 전송속도는 1Mbps를 갖는다. 설계된 회로의 기능 검증을 위해 COMPASS 틀 상에서 2개의 PLCP 칩을 상호 연결한 회로를 구성하고 시뮬레이션을 통해 데이터를 송수신 하도록 함으로써 모든 기능이 정상적으로 동작함을 확인하였다.

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HEVC CABAC 복호기의 문맥 모델러 설계 (Hardware Implementation of Context Modeler in HEVC CABAC Decoder)

  • 김소현;김두환;이성수
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.280-283
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    • 2017
  • HEVC(high efficiency video coding)의 엔트로피 코딩 방식인 CABAC(context-based adaptive binary arithmetic coding)에서는 각 구문 요소의 발생 확률을 추정하는 문맥 모델이 사용된다. 본 논문에서는 CABAC 복호화에 필요한 문맥 모델러를 설계하고 이를 구현하였다. 초기화에 필요한 연산 숫자를 줄이고 속도를 높이기 위해 참조 테이블을 사용하였으며, HEVC의 표준 테스트 영상 및 표준 부호기 구성에 대해 12가지의 시뮬레이션을 수행하여 모두 성공적으로 동작하는 것을 확인하였다. 설계된 문맥 모델러를 0.18um에서 합성하였을 때의 최대 동작 주파수, 최대 처리율 및 게이트 수는 각각 200 MHz, 200 Mbin/s, 29,268 게이트이다.

고주파수 영역의 정확도 높은 RF 부성저항 회로 분석 (Accurate Equation Analysis for RF Negative Resistance circuit at High Frequency Operation Range)

  • 윤은승;홍종필
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권4호
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    • pp.88-95
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    • 2015
  • 본 논문에서는 부성저항을 생성하는 회로로 알려진 RFNR 회로에 대한 새로운 분석을 소개한다. 새로운 분석에서는 RFNR 회로에 대한 수식분석의 정확성을 높이기 위해 트랜지스터의 게이트 저항과 소스 커패시턴스에 의한 영향을 고려하였다. 기존의 분석에서는 트랜지스터의 소스를 통하여 수식을 분석하였지만 제안된 수식에서는 회로의 공진부인 트랜지스터의 게이트를 통하여 회로를 분석했다. 그 결과, 제안하는 분석은 고주파수에서 기존의 분석보다 정확도를 향상시킬 수 있었다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 고주파수에서 분석의 정확도를 검증하였다.

RF MOSFET의 바이어스 종속 게이트-드레인 오버렙 캐패시턴스의 새로운 SPICE 모델링 (New SPICE Modeling for Bias-Dependent Gate-Drain Overlap Capacitance in RF MOSFETs)

  • 이상준;이성현
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권4호
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    • pp.49-55
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    • 2015
  • 기존의 BSIM4 모델과 다이오드를 사용한 BSIM4 Macro 모델의 바이어스 종속 게이트-드레인 오버렙 캐패시턴스 $C_{gdo}$ 시뮬레이션의 부정확성에 대하여 자세히 분석하였다. 이러한 Macro 모델은 기존의 BSIM4 모델보다 더 정확하지만 선형영역에서 사용될 수 없음을 발견하였다. 기존 모델들의 부정확성을 제거하기 위해서 물리적인 바이어스 종속 $C_{gdo}$ 모델 방정식을 사용한 새로운 BSIM4 Macro 모델을 제안하였고 전체 바이어스 영역에서 유효함을 입증하였다.

채널의 도핑 농도 변화에 따른 20 nm 이하의 FinFET 플래시 메모리에서의 프로그램 특성

  • 권정임;김태환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.348-348
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    • 2012
  • 휴대용 저장매체에서부터 solid state disk와 같은 고속 시스템 저장 매체 까지 플래시 메모리의 활용도가 급속도로 커지고 있다. 이에 플래시 메모리에 대한 연구 또한 활발히 진행 되고 있다. 현재 다결정 실리콘을 전하 주입 층으로 사용하는 기존의 플래시 메모리는 20 nm 급 까지 비례 축소되어 활용되고 있다. 하지만 20 nm 이하 크기의 소자에서는 과도한 누설전류와 구동전압의 불안정, 큰 간섭현상으로 인한 성능저하와 같은 많은 문제점에 봉착해 있다. 이를 해결하기 위해 FinFET, Vertical 3-dimensional memory, MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), PRAM(Phase-change Memory)과 같은 차세대 메모리 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 차세대 메모리 구조로 주목 받고 있는 FinFET 구조를 가진 플래시 메모리에서 fin 의 채널영역의 도핑 농도 변화에 의한 20 nm 이하의 게이트 크기를 가지는 소자의 전기적 특성과 프로그램 특성을 3차원 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 본 연구에서는 FinFET 구조를 가진 플래시 메모리의 채널이 형성되는 fin의 윗부분도핑농도의 변화에 의한 전기적 특성과 프로그램 특성을 계산하였다. 본 계산에 사용된 구조는 게이트의 크기, 핀의 두께와 높이는 18, 15 그리고 28 nm이다. 기판은 Boron으로 $1{\times}10^{18}cm^{-3}$ 농도로 도핑 하였으며, 소스와 드레인, 다결정 실리콘 게이트는 $1{\times}10^{20}cm^{-3}$ 농도로 Phosphorus로 도핑 하였다. 채널이 형성되는 fin의 윗부분의 도핑농도를 $1{\times}10^{18}cm^{-3}$ 에서 $1{\times}5^{19}cm^{-3}$ 까지 변화 시키면서 각 농도에 대한 프로그램 특성과 전기적 특성을 계산하였다. 전류-전압 곡선과 전자주입 층에 주입되는 전하의 양을 통해 특성을 확인하였고 각 구조에서의 채널과 전자 주입 층의 전자의 농도, 전기장, 전기적 위치 에너지와 공핍 영역의 분포를 통해 분석하였다. 채널의 도핑농도 변화로 인한 fin 영역의 공핍 영역의 분포 변화로 인해 전기적 특성과 프로그램 특성이 변화함을 확인하였다.

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의사-제어된 NCV 게이트로 실현된 매크로 양자회로의 새로운 함수 합성법 (A New Functional Synthesis Method for Macro Quantum Circuits Realized in Affine-Controlled NCV-Gates)

  • 박동영;정연만
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.447-454
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    • 2014
  • 최근에 양자회로 합성과 관련한 대부분의 방법들은 컴퓨터 시뮬레이션에 적합한 서술적 표현 구조를 채택하고 있어 합성된 양자함수들에 대한 분석이 어렵다. 본 논문에서는 구조가 단순하고 직관적 사고가 가능한 양자회로의 새로운 함수표현법을 제안한다. 본 논문 제안사항은 타깃라인상의 유니터리 연산자들의 직렬 적 행렬연산을 멱함수의 산술연산과 modulo 2 연산이란 수학적 치환을 통해 유니터리 연산자의 제어입력을 자신의 멱함수로 합성하는 새로운 함수합성에 있다. 본 논문의 함수합성 알고리듬은 의사-제어된 NCV-양자게이트를 이용한 가역 및 비가역 양자회로들의 함수표현과 새로운 함수합성에 유용하다.

서브-1V 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 게이트와 공통 드레인 콜피츠 전압제어 발진기의 탱크 발진전압에 대한 해석 (Analysis of Tank Oscillation Voltages of Sub-1V Series Tuned Varactor-Incorporating Balanced Common-Gate and Common-Drain Colpitts-VCO)

  • 전만영
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제9권7호
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    • pp.761-766
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    • 2014
  • 본 연구는 1 V 미만 전원 전압에서 동작 가능한 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 게이트 콜피츠 전압제어 발진기와 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 드레인 콜피츠 전압제어 발진기의 탱크회로에서 나타나는 발진전압에 대한 해석적 연구를 수행하고 이를 시뮬레이션에 의해 확인한다. 해석적 연구의 결과는 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 게이트 콜피츠 전압제어 발진기가 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 드레인 콜피츠 전압제어 발진기보다 더 큰 발진전압을 탱크회로에 유도할 수 있으며 따라서 저 위상 잡음 발진에 보다 더 적합한 발진기임을 밝혀준다.