JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권1호
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pp.70-82
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2014
A nano-power CMOS voltage reference is proposed in this paper. Through a combination of switched-capacitor technology with the body effect in MOSFETs, the output voltage is defined as the difference between two gate-source voltages using only a single PMOS transistor operated in the subthreshold region, which has low sensitivity to the temperature and supply voltage. A low output, which breaks the threshold restriction, is produced without any subdivision of the components, and flexible trimming capability can be achieved with a composite transistor, such that the chip area is saved. The chip is implemented in $0.18{\mu}m$ standard CMOS technology. Measurements show that the output voltage is approximately 123.3 mV, the temperature coefficient is $17.6ppm/^{\circ}C$, and the line sensitivity is 0.15 %/V. When the supply voltage is 1 V, the supply current is less than 90 nA at room temperature. The area occupation is approximately $0.03mm^2$.
본 논문에서는 논리 모니터링 방식에 의해 stuck-at(s-at)고장, stuck-open(s-op)고장 및 stuck on(s-on) 고장을 검출하기 위한 Domino CMOS회로의 테스트용이화 셀계기법을 제안한다. Domino CMOS게이트내 nMOS트랜지스터들의 s-op고장과 s-on고장을 검출하기 위하여 한개의 pMOS 트랜지스터를 부가하고 단일 게이트 및 다단 Domino CMOS회로내 인버어터의 pMOS트랜지스터 s-on 고장을 검출하기 위해서 한개의 nMOS트랜지스터를 부가한가. 부가된 트랜지스터는 Domino CMOS를 테스트 모드에서 pseudo nMOS회로로 동작하도록 만든다. 따라서 일반 domino CMOS회로의 테스트 시 회로지연에 의한 오동작을 방지하는 선충전(precharge phase)과 논리결정(evaluation phase)의 이상(two-phase)동작을 필요로 하지 않아 테스트 시간과 테스트 생성의 복잡도를 줄일 수 있게 된다. 제안된 회로에서는 대부분의 고장들이 단일 테스트 패턴에 의해 검출되는데 이에따라 경로지연이나 타임스큐, 전하재분배 및 그리치 등에 의해 테스트가 무효화되는 것을 피할 수 있으며 테스트 패턴 생성을 위하여 기존의 자동 테스트패턴생성기(ATPG)를 이용할 수 있는 장점을 갖는다.
본 논문에서는 아날로그/디지탈 회로 구성시 입출력부는 바이폴라 소자로 내부의 논리회로 부분은 CMOS 소자로 높은 내압을 요구하는 부분에는 DMOS 소자를 이용할 수 있는, BCDMOS 공정 기술개발을 하고자 하였다. BCDMOS 제작 공정은 폴리게이트 p-well CMOS 공정을 기본으로 하였고, 소자설계의 기본개념은 공정흐름을 복잡하지 않게 하면서 바이폴라, CMOS, DMOS 소자 각각의 특성을 좋게하는데 두었다. 실험결과로서 바이폴라 npn 트랜지스터의 $h_{FE}$ 특성은 320(Ib-$10{\mu}A$)정도이며, CMOS 소자에서는 n-채자에서는 항복전압이 115V이상의 특성을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 CMOS 다치 논리회로를 이용한 32×32 Modified Booth 곱셈기를 제시하였다. 이 곱셈기는 Radix-4 알고리즘을 이용하였으며, 전류모드 CMOS 4차 논리회로로 구현하였다. 설계한 곱셈기는 트랜지스터 수를 기존의 전압 모드 2진 논리 곱셈기에 비해 63.2%, 이전의 다치 논리 곱셈기에 비해 37.3% 감소시켰다. 이 곱셈기는 내부 구조를 규칙적으로 배열하여 확장성을 갖도록 하였다. 설계한 회로는 3.3V의 공급전압과 단위전류 10㎂를 사용하여, 0.3㎛ CMOS 기술을 이용하여 구현하였으며 HSPICE를 사용하여 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 설계한 곱셈기는 5.9㎱의 최대 전달지연시간과 16.9mW의 평균 전력소모 특성을 갖는다.
본 논문에서는 BICMOS 게이트 어레이 시스템 구성시 내부의 논리회로 부분은 CMOS 소자로 입출력부는 바이폴라 소자를 이용할 수 있는 공정과 소자 개발을 하고자 하였다. BICMOS게이트 어레이 공정은 폴리게이트 p-well CMOS 공정을 기본으로 하였고, 소자설계의 기본개념은 공정흐름을 복잡하지 않게 하면서 바이폴라, CMOS 소자 각각의 특성을 좋게 하는데 두었다. 시험결과로서, npn1 트랜지스터의 hFE 특성은 120(Ic=1mA) 정도이고, CMOS 소자에서는 n-채널과 p-채널이 각각 1.25um, 1.35um 까지는 short channel effect 현상이 나타나지 않았고, 41stage ring oscillator의 게이트당 delay 시간은 0.8ns이었다.
This simulation based study reports a novel tunable, compact, room temperature terahertz (THz) transistor source, operated on the concept of charge plasma oscillation with the capability of radiating within a terahertz gap. A vertical cavity with a quasi-periodic distributed-Bragg-reflector has been attached to a THz plasma wave transistor to achieve a monochromatic coherent surface emission for single as well as multi-color operation. The resonance frequency has been tuned from 0.5 to 1.5 THz with the variable quality factor of the optical cavity from 5 to 290 and slope efficiency maximized to 11. The proposed surface emitting terahertz transistor is able to satisfy the demand for compact solid state terahertz sources in the field of teratronics. The proposed device can be integrated with Si CMOS technology and has opened the way towards the development of silicon photonics.
Dual gate L-shaped tunnel field-effect-transistor (DG-LTFET) is presented in this study. DG-LTFET achieves near vertical subthreshold slope (SS) and its ON current is also found to be higher then both conventional TFET and LTFET. This device could serve as a potential replacement for conventional complimentary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology.
The basic circuit block diagram of CMOS current mode sum and subtract circuit is present in this paper. The purpose circuit consists of the invert current circuit and the basic current mirror. The outputs of the circuit are the summing of the both input current [lx+ly] and also the subtract of the both input current [lx+(-ly)]. The SPICE simulation results of the electrical characteristics with level 7 (BSIM3 model version 3.1) MOSFET transistor model of the circuit such as the input dynamic range, the frequency response and some system application have been shown and analyzed.
This paper presents the method of low power optimization considering the glitch reduction in CMOS circuits. Our algorithm utilizes the information of MOS size, the load capacitance of fan-out, and input slew to calculate the output waveform by using the linear signal model. Therefore, the accurate waveform of glitch can be obtained for estimation of power dissipation caused by glitches. Our algorithm is applied to ISCAS’85 benchmark circuits and experimental results show 23% glitch reduction and 11% total power reduction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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