• 제목/요약/키워드: CMOS transistor

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Gate Overlap에 따른 나노선 CMOS Inverter 특성 연구 (Characteristics of Nanowire CMOS Inverter with Gate Overlap)

  • 유제욱;김윤중;임두혁;김상식
    • 전기학회논문지
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    • 제66권10호
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    • pp.1494-1498
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    • 2017
  • In this study, we investigate the influence of an overlap between the gate and source/drain regions of silicon nanowire (SiNW) CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) inverter on bendable plastic substrates and describe their electrical characteristics. The combination of n-channel silicon nanowire field-effect transistor (n-SiNWFET) and p-channel silicon nanowire field-effect transistor (p-SiNWFET) operates as an inverter logic gate. The gains with a drain voltage ($V_{dd}$) of 1 V are 3.07 and 1.21 for overlapped device and non-overlapped device, respectively. The superior electrical characteristics of each of the SiNW transistors including steep subthreshold slopes and the high $I_{on}/I_{off}$ ratios are major factors that enable the excellent operation of the logic gate.

80V BICMOS 소자의 공정개발에 관한 연구 (A Study on the 80V BICMOS Device Fabrication Technology)

  • 박치선;차승익;최연익;정원영;박용
    • 전자공학회논문지A
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    • 제28A권10호
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    • pp.821-829
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    • 1991
  • In this paper, a BICMOS technology that has CMOS devices for digital application and bipolar devices for high voltage (80V) analog applications is presented. Basic concept to design BICMOS device is simple process technology without making too many performance trade-offs. The base line process is poly gate p-well CMOS process and three additional masking steps are added to improve bipolar characteristics. The key ingredients of bipolar integration are n+ buried layer process, up/down isolation process and p-well base process. The bipolar base region is formed simultaneously with the region of CMOS p-well area to reduce mask and heat cycle steps. As a result, hFE value of NPN bipolar transistor is 100-150(Ic=1mA). Collector resistance value is 138 ohm in case of bent type collector structure. Breakdown voltage of BVebo, BVcbo and BVceo are 21V, 115V and78V respectively. Threshold voltage is ${\pm}$1.0V for NMOS and PMOS transistor. Breakdown voltage of NMOS and PMOS transistor is obtained 22V and 19V respectively. 41 stage CMOS ring oscillator has 0.8ns delay time.

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A Single Transistor-Level Direct-Conversion Mixer for Low-Voltage Low-Power Multi-band Radios

  • Choi, Byoung-Gun;Hyun, Seok-Bong;Tak, Geum-Young;Lee, Hee-Tae;Park, Seong-Su;Park, Chul-Soon
    • ETRI Journal
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    • 제27권5호
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    • pp.579-584
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    • 2005
  • A CMOS direct-conversion mixer with a single transistor-level topology is proposed in this paper. Since the single transistor-level topology needs smaller supply voltage than the conventional Gilbert-cell topology, the proposed mixer structure is suitable for a low power and highly integrated RF system-on-a-chip (SoC). The proposed direct-conversion mixer is designed for the multi-band ultra-wideband (UWB) system covering from 3 to 7 GHz. The conversion gain and input P1dB of the mixer are about 3 dB and -10 dBm, respectively, with multi-band RF signals. The mixer consumes 4.3 mA under a 1.8 V supply voltage.

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저전압 저전력 CMOS복합 트랜스컨덕터 설계 (Design of A CMOS Composite Transconductor for Low-voltage Low-power)

  • 이근호
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권10호
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    • pp.65-73
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    • 2002
  • 두 가지 방식을 이용하여 넓은 동작 영역을 갖는 복합 트랜지스터를 제안하고, 이를 이용하여 새로운 트랜스컨덕터를 설계하였다. 저전압 저전력 특성을 위해 첫 번째 제안한 복합 트랜지스터 I은 P형 폴디드(P-type folded) 복합 트랜지스터를 이용하였으며, 복합 트랜지스터Ⅱ는 복합 다이오드 방식을 이용하여 문턱전압을 감소하였다. 이와 더불어 제안된 트랜지스터가 전류원에 의해 동작 영역이 제한되는 원인을 고찰하였으며, 응용 회로로 설계된 트랜스컨덕터의 특성을 해석하였다. 설계된 회로는 0.2㎛ CMOS n-well 공정 파라미터를 이용하여 HSPICE 시뮬레이션 하였다.

CMOS VLSI에서 트랜지스터 합선 고장을 위한 효율적인 등가 고장 중첩 알고리즘 (Efficient Equivalent Fault Collapsing Algorithm for Transistor Short Fault Testing in CMOS VLSI)

  • 배성환
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권12호
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    • pp.63-71
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    • 2003
  • IDDQ 테스팅은 CMOS VLSI 회로의 품질 및 신뢰성 향상에 중요한 테스트 방식이다. 그러나 상대적으로 느린 IDDQ 테스트를 위해서는 고려한 고장 모델에서 발생 가능한 고장의 수를 감소하거나 가능한 적은 수의 테스트 패턴을 유지하는 게 필요하다. 본 논문에서는 IDDQ 테스팅에 자주 이용되는 트랜지스터 합선 고장 모델에서 발생 가능한 고장의 수를 효과적으로 감소시킬 수 있는 효율적인 등가 고장 중첩 알고리즘을 제안한다. ISCAS 벤치마크 회로의 모의 실험을 통하여 제안된 방식의 우수한 성능을 확인하였다.

누설전력소비만을 갖는 CMOS 전달게이트 회로 (CMOS Transmission Gate Circuits Dissipating Leakage Power Only)

  • 박대진;정강민
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.467-468
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    • 2008
  • In this paper, a logic family, the transmission gate CMOS(TG CMOS) is proposed, which combines the transmission gate and pass transistor resulting in a different configuration from traditional full CMOS. In the simulation, basic cells comprising this logic are designed and their dynamic responses are analyzed. The simulation shows their performance is exceeding that of conventional full CMOS.

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Modified CMOS Composite Transistors

  • Yu, Young-Gyu;Lee, Geun-Ho;Kim, Dong-Yong
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.63-66
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    • 2000
  • In this paper, we propose two new CMOS composite transistors with an improved operating region by reducing a threshold voltage. The proposed composite transistor 1 and 2 employ a P-type folded composite transistor and an electronic zener diode in order to decrease the threshold voltage, respectively. The simulation has been carried oui using 0.25$\mu\textrm{m}$ n-well process with 2.5V supply voltage.

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Novel Pass-transistor Logic based Ultralow Power Variation Resilient CMOS Full Adder

  • Guduri, Manisha;Islam, Aminul
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제17권2호
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    • pp.302-317
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    • 2017
  • This paper proposes a new full adder design based on pass-transistor logic that offers ultra-low power dissipation and superior variability together with low transistor count. The pass-transistor logic allows device count reduction through direct logic realization, and thus leads to reduction in the node capacitances as well as short-circuit currents due to the absence of supply rails. Optimum transistor sizing alleviates the adverse effects of process variations on performance metrics. The design is subjected to a comparative analysis against existing designs based on Monte Carlo simulations in a SPICE environment, using the 22-nm CMOS Predictive Technology Model (PTM). The proposed ULP adder offers 38% improvement in power in comparison to the best performing conventional designs. The trade-off in delay to achieve this power saving is estimated through the power-delay product (PDP), which is found to be competitive to conventional values. It also offers upto 79% improvement in variability in comparison to conventional designs, and provides suitable scalability in supply voltage to meet future demands of energy-efficiency in portable applications.

하이브리드 로직 스타일을 이용한 저전력 ELM 덧셈기 설계 (A Design of Low Power ELM Adder with Hybrid Logic Style)

  • 김문수;유범선;강성현;이중석;조태원
    • 전자공학회논문지C
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    • 제35C권6호
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    • pp.1-8
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    • 1998
  • 본 논문에서는 동일 칩 내부에 static CMOS와 하이브리드 로직 스타일(hybrid logic style)을 이용하여 저전력 8비트 ELM 덧셈기를 설계하였다. 두 개의 로직 스타일로 설계된 8비트 ELM 덧셈기는 0.8㎛ 단일 폴리 이중 금속, LG CMOS 공정으로 설계되어 측정되었다. 하이브리드 로직 스타일은 CCPL(Combinative Complementary Pass-transistor Logic), Wang's XOR 게이트와 ELM 덧셈기의 속도를 결정하는 임계경로(critical path)를 위한 static CMOS 등으로 구성된다. 칩 측정 결과, 전원 전압 5.0V에서 하이브리드로직으로 구현한 ELM 덧셈기가 static CMOS로 구현한 덧셈기에 비해 각각 전력소모 면에서 9.29%, 지연시간 면에서 14.9%, PDP(Power Delay Product)면에서 22.8%의 향상을 얻었다.

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트랜지스터 차동쌍 폴딩 기법을 적용한 250-MSamples/s 8-비트 폴딩 아날로그-디지털 변환기의 설계 (A Design of 250-MSamples/s 8-Bit Folding Analog to Digital Converter using Transistor Differential Pair Folding Technique)

  • 이돈섭;곽계달
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권11호
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    • pp.35-42
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    • 2004
  • 본 논문에서는 저 전력, 고속 동작을 위하여 트랜지스터 차동쌍 폴딩 회로를 사용하는 CMOS 폴딩 ADC를 설계하였다. 본 논문에서는 제안한 트랜지스터 차동쌍 폴딩 회로에 대한 동작원리와 기존의 폴딩 회로에 비해 어떤 장점을 가지고 있는지 설명한다. 이 회로를 적용하여 설계한 ADC에서는 폴딩신호를 처리하기 위하여 16 개의 정밀한 전압비교기와 32 개의 인터폴레이션 저항을 사용하므로 저 전력, 고속동작이 가능하고, 작은 칩 면적으로 제작할 수 있다. 설계공정은 0.25㎛ double-poly 2metal n-well CMOS 공정을 사용하였다. 모의실험결과 2.5V 전원전압을 인가하고 250MHz의 클럭 주파수에서 45mW의 전력을 소비하였으며 측정값을 통하여 계산된 INL은 ±0.15LSB, DNL은 ±0.15LSB, SNDR은 10MHz 입력신호에서 50dB로 측정되었다.