This paper proposes a High Performance Full-Swing BiCMOS (HiF-BiCMOS) circuit which improves on the conventional BiCMOS circuit. The HiF-BiCMOS circuit has all the merits of the conventional BiCMOS circuit and can realize full-swing logic operation. Especially, the speed of full-swing logic operation is much faster than that of conventional full-swing BiCMOS circuit. And the number of transistors added in the HiF-BiCMOS for full-swing logic operation is constant regardless of the number of logic gate inputs. The HiF-BiCMOS circui has high stability to variation of environment factors such as temperature. Also, it has a preamorphized Si layer was changed into the perfect crystal Si after the RTA. Remarkable scalability for power supply voltage according to the development of VLSI technology. The power dissipation of HiF-BiCMOS is very small and hardly increases about a large fanout. Though the Spice simulation, the validity of the proposed circuit design is proved.
With the growth of BiCMOS technology in ASIC design, the issue of analyzing fault characteristics and testing techniques for BiCMOS circuits become more important In this paper, we analyze the fault models and characteristics of high speed full-swing BiCMOS circuits and the DFT technique to enhance the testability of full-swing high speed BiCMOS circuits is discussed. The SPICE simulation is used to analyze faults characteristics and to confirm the validity of DFT technique.
본 논문에서는 전류 모드 다치 논리 CMOS 회로를 이용하여 4치-2치 논리 복호기, 4치 논리 전류 버퍼 4치 논리 전가산기를 제안하였다. 제안한 전가산기는 15개의 트랜지스터를 사용하여 기존의 2치 논리 CMOS 형태의 전가산기와 Current의 전가산기에 비하여 소자수가 각각 60.5%와 48.3% 감소되었으며, 이로 인해 면적 및 내부 노드수가 감소되었다. 본 논문의 회로들은 HSPICE를 사용하여 시뮬레이션 하였고 그 결과를 통하여 각각의 회로들이 정확하게 동작함을 확인하였다. 시뮬레이션 결과, 제안한 전가산기는 1.5ns의 전달 지연과 0.45mW의 전력소모 특성을 갖는다. 또한 전가산기는 본 논문에서 설계한 복호기 및 4치 논리 전류 버퍼를 사용하면 기존의 2치 논리에 쉽게 적용할 수 있다.
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.
Journal of information and communication convergence engineering
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제13권3호
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pp.180-188
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2015
As a potential alternative to the complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology, many researchers are focusing on carbon-nanotube field-effect transistors (CNFETs) for future electronics. However, existing studies report the advantages of CNFETs over CMOS at the device level by using small-scale circuits, or over outdated CMOS technology. In this paper, we propose a methodology of analyzing CNFET-based circuits and study its impact at the full-chip scale. First, we design CNFET standard cells and use them to construct large-scale designs. Second, we perform parasitic extraction of CNFET devices and characterize their timing and power behaviors. Then, we perform a full-chip analysis and show the benefits of CNFET over CMOS in 45-nm and 20-nm designs. Our full-chip study shows that in the 45-nm design, CNFET circuits achieve a 5.91×/3.87× (delay/power) benefit over CMOS circuits at a density of 200 CNTs/µm. In the 20-nm design, CNFET achieves a 6.44×/3.01× (delay/power) benefit over CMOS at a density of 200 CNTs/µm.
본 논문에서는 멤리스터 기반의 논리 게이트와 멤리스터-CMOS 기반의 프리미티브 IP 설계 방법을 제안하였다. 회로 설계를 위한 멤리스터 모델을 제시하고 멤리스터의 AND 및 OR 연결을 기본으로 멤리스터-CMOS 회로설계를 위한 프리미티브 IP설계 방법을 제안하였고, $0.18{\mu}m$ CMOS 공정과 멤리스터 SPICE 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 검증되었다. 회로는 멤리스터와 CMOS 결합을 하여 레이아웃 설계를 하고 네트리스트를 추출하였다. 디지털 프리미티브 IP들에 대해 기존의 CMOS와 면적비교를 수행하였으며, 멤리스터-CMOS 전가산기는 CMOS 전가산기에 비하여 47.6 %의 면적이 감소되었다.
This paper presents a full-adder using current-mode multiple valued logic CMOS circuits. This paper compares propagation delay, power consumption, and PDP(Power Delay Product) compared with conventional circuit. This circuit is designed with a samsung 0.35um n-well 2-poly 3-metal CMOS technology. Designed circuits are simulated and verified by HSPICE. Proposed full-adder has 2.25 ns of propagation delay and 0.21 mW of power consumption.
CMOS VLSI 기술에서 고속으로 데이타를 인식하기 위해서는 비교적 낮은 전달 콘덕턴스와 MOS 소자 장치들의 불균형을 극복하는 것이 중요하다. 그러나 CMOS 소자들의 한계 때문에 VLSI 회로설계는 일반적으로 CMOS 동작에 알맞도록 바이폴라 A/D(analog-to-digital)변환기가 사용되었다. 또한 파이프라인으로 종속 연결된 RSA에 의하여 전압 비교가 이뤄지는 VLSI CMOS 비교기를 설계하였다. 따라서 본 논문에서는 파이프라인으로 연결된 CMOS 비교기와 병합한 A/D 변환기를 설계하였다.
가산기는 기본적인 산술 연간 장치로써, 산술 연산 시스템 전체의 속도 및 전력소모에 결정적인 역할을 한다. 단일 비트 전가산기의 성능을 향상시키는 문제는 시스템 성능 향상의 기본적인 요소이다. 주 논문에서는 기존의 모듈 I과 모듈III를 거쳐 출력 Cout을 갖는 XOR-XNOR 구조와는 달리 모듈 I을 거치지 않고 입력 A, B, Cin에 의해 모듈III를 거쳐 출력 Cout을 갖는 새로운 구조를 이용한다. 최대 5단계의 지연단계를 2단계로 줄인 전가산기를 제안한다. 따라서 Cout 출력속도가 향상되어 리플캐리 가산기와 같은 직렬연결의 경우 더욱 좋은 성능을 나타내고 있다. 제안한 1Bit 전가산기는 static CMOS, CPL, TFA, HPSC, TSAC 전가산기에 비해 좋은 성능을 가지고 있다. 가장 좋은 성능을 나타내는 기존의 전가산기에 비해 4.3% 향상된 지연시간을 가지며 9.8%의 향상된 PDP 비율을 갖는다. 제안한 전가산기 회로는 HSPICE 툴을 이용하여 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 전력소모 및 동작속도를 측정하였으며 공급전압에 따른 특성을 비교하였다.
최근 급진적으로 반도체 기술이 발전함에 따라 집적회로(VLSI)의 집적도가 향상되고 있으며, 이동통신 및 멀티미디어의 발달로 많은 양의 데이터를 고속으로 처리하기 위한 대규모 프로세서들이 개발되고 있다. 전가산기는 디지털 프로세서와 마이크로프로세서에 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 전가산기 설계 시 전력소비와 스피드의 개선은 중요한 요소이다. 본 논문에서는 일반적인 Ratioed 로직과 패스 트랜지스터 로직을 이용하여 새로운 구조의 전가산기를 제안하였다. 제안된 전가산기는 일반적인 CMOS, TGA, 14T에 비해 좋은 성능을 나타내었다. 제안된 회로는 지연시간의 경우 기존회로의 평균값에 비해 13%우수하였고 PDP(Power Delay Product)비율은 약 9% 정도 우수한 특성을 보이고 있다. 실측 회로의 크기 평가를 위해 0.18um CMOS공정으로 레이아웃을 하고 HSPICE를 이용하여 시뮬레이션 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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