• 제목/요약/키워드: SPICE simulation

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MOSFET 특성에 기초한 CMOS 디지털 게이트의 최대소모전력 예측모델 (Maximum Power Dissipation Esitimation Model of CMOS digital Gates based on Characteristics of MOSFET)

  • 김동욱;정병권
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권9호
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    • pp.54-65
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    • 1999
  • 집적도 및 동작속도의 증가에 따라 설계과정에서 전력소모를 예측하는 것이 TTM(time to market)의 감소를 위해 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 CMOS 게이트의 최대소모전력을 예측할 수 있는 예측모델을 제안하였다. 이 모델은 최대소모전력에 대한 계산모델이며, CMOS 게이트를 구성하는 MOSFET 및 게이트의 동작특성, 그리고 게이트의 입력신호 특성을 포함하여 형성하였다. 모델의 설정 절차로는, 먼저 CMOS 인버터에 대한 최대소모전력 예측모델을 형성하고, 다입력 CMOS 게이트를 CMOS 인버터로 변환하는 모델을 제안하여, 변환모델로 변환된 결과를 인버터의 최대소모전력 예측모델에 적용하는 방법을 택함으로서 일반적인 CMOS 게이트에 적용할 수 있도록 하였다. 제안된 모델을 $0.6{\mu}m$ 설계규칙으로 설계한 회로의 HSPICE 시뮬레이션 결과와 비교한 결과, 게이트 변환모델은 SPICE와 5%이내의 상대오차율을 보였으며, 최대소모전력 예측모델은 10% 이내의 상대오차율을 보여 충분히 정확한 모델임을 입증하였다. 또한 제안된 모델에 의한 계산시간이 SPICE 시뮬레이션보다 30배 이상의 계산속도를 보여, 전력예측을 위해 본 논문에서 제안한 모델이 매우 효과적임을 보였다.

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RLC 연결선의 버퍼 삽입 방법 (A Buffer Insertion Method for RLC Interconnects)

  • 김보겸;김승용;김석윤
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권2호
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    • pp.67-75
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    • 2004
  • 본 논문은 인덕턴스 성분을 포함한 단일 도선 및 트리 구조 RLC 연결선의 버퍼 삽입 방법을 제시한다. 이를 위해 먼저 CMOS 버퍼가 구동하는 단일 RLC 도선에 대한 시간 지연의 대수식을 제시한다. 이 수식은 현재의 서브마이크로미터 공정을 위한 n-th power law 기반에서 유도되었으며, 다양한 RLC 부하를 가지고 실험해 본 결과, 실제 SPICE 시뮬레이션 결과에 비해 최대 9% 오차를 갖는 것으로 나타났다. 본 논문은 이 지연 시간 수식을 바탕으로 단일 도선 RLC 연결선을 여러 개로 나누는 버퍼 삽입에 관한 수식과 RLC 트리 연결선의 시간 지연을 최적화하기 위해 삽입될 버퍼의 사이즈를 결정하는 알고리듬을 제시한다. 제시된 버퍼 삽입 알고리듬은 0.25㎛ CMOS 공정의 트리 연결선에 적용하였으며, HSPICE 결과를 이용하여 정확도를 검증하였다.

A Study on Temperature Dependent Super-junction Power TMOSFET

  • Lho, Young Hwan
    • 전기전자학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.163-166
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    • 2016
  • It is important to operate the driving circuit under the optimal condition through precisely sensing the power consumption causing the temperature made mainly by the MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor) when a BLDC (Brushless Direct Current) motor operates. In this letter, a Super-junction (SJ) power TMOSFET (trench metal-oxide semiconductor field-effect transistor) with an ultra-low specific on-resistance of $0.96m{\Omega}{\cdot}cm^2$ under the same break down voltage of 100 V is designed by using of the SILVACO TCAD 2D device simulator, Atlas, while the specific on-resistance of the traditional power MOSFET has tens of $m{\Omega}{\cdot}cm^2$, which makes the higher power consumption. The SPICE simulation for measuring the power distribution of 25 cells for a chip is carried out, in which a unit cell is a SJ Power TMOSFET with resistor arrays. In addition, the power consumption for each unit cell of SJ Power TMOSFET, considering the number, pattern and position of bonding, is computed and the power distribution for an ANSYS model is obtained, and the SJ Power TMOSFET is designed to make the power of the chip distributed uniformly to guarantee it's reliability.

제세동기 최적 파라미터 설계 (Optimum Parameter Design for Defibrillator)

  • 윤혜연;고한우
    • 센서학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.245-251
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    • 1997
  • 제세동기는 심장마비가 진행되는 동안 발생하는 심장의 '심실세동'으로 알려진 발작적인 떨림을 제거하기 위해서 환자의 심장에 전기적 충격을 주는 의료기기이다. 본 연구에서는 제세동기에 개발 및 성능개선시 고려되어야 할 전기회로 각 요소 값들을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 결정하였고, 이를 근거로 하여 제세동기를 개발하였으며, 제세동기 분석기를 통하여 개발된 제세동기의 성능을 시험하였다. 구체적으로, 심장의 심실세동을 제거하기 위하여 필요한 에너지 레벨, 전류의 크기, 횡흉부 저항 등과 같은 요소들간의 관계를 구명하였고, 제세동기 전기회로의 성능을 예측 분석하여 최적의 방전파형을 얻기 위한 회로소자의 매개변수 값 범위를 결정하였으며, 제세동기 성능분석기를 이용하여 개발된 제세동기의 성능을 시험하였다.

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Robust Two-Phase Clock Oxide TFT Shift Register over Threshold Voltage Variation and Clock Coupling Noises

  • Nam, Hyoungsik;Song, Eunji
    • ETRI Journal
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    • 제36권2호
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    • pp.321-324
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    • 2014
  • This letter describes a two-phase clock oxide thin-film transistor shift register that executes a robust operation over a wide threshold voltage range and clock coupling noises. The proposed circuit employs an additional Q generation block to avoid the clock coupling noise effects. A SMART-SPICE simulation shows that the stable shift register operation is established for the clock coupling noises and the threshold voltage variation from -4 V to 5 V at a line time of $5{\mu}s$. The magnitude of coupling noises on the Q(15) node and Qb(15) node of the 15th stage is respectively -12.6 dB and -26.1 dB at 100 kHz in the proposed circuit, compared to 6.8 dB and 10.9 dB in a conventional one. In addition, the estimated power consumption is 1.74 mW for the proposed 16-stage shift registers at $V_{TH}=-1.56V$, compared to 11.5 mW for the conventional circuits.

저전력 용량성 센서 인터페이스를 위한 저잡음 CMOS LDO 레귤레이터 설계 (Design of the low noise CMOS LDO regulator for a low power capacitivesensor interface)

  • 권보민;정진우;김지만;박용수;송한정
    • 센서학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.25-30
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    • 2010
  • This paper presents a low noise CMOS regulator for a low power capacitive sensor interface in a $0.5{\mu}m$ CMOS standard technology. Proposed LDO regulator circuit consist of a voltage reference block, an error amplifier and a new buffer between error amplifier and pass transistor for a good output stability. Conventional source follower buffer structure is simple, but has a narrow output swing and a low S/N ratio. In this paper, we use a 2-stage wide band OTA instead of source follower structure for a buffer. From SPICE simulation results, we got 0.8 % line regulation and 0.18 % load regulation.

Modeling and Prediction of Electromagnetic Immunity for Integrated Circuits

  • Pu, Bo;Kim, Taeho;Kim, SungJun;Kim, SoYoung;Nah, Wansoo
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제13권1호
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    • pp.54-61
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    • 2013
  • An equivalent model has been developed to estimate the electromagnetic immunity for integrated circuits under a complex electromagnetic environment. The complete model is based on the characteristics of the equipment and physical configuration of the device under test (DUT) and describes the measurement setup as well as the target integrated circuits under test, the corresponding package, and a specially designed printed circuit board. The advantage of the proposed model is that it can be applied to a SPICE-like simulator and the immunity of the integrated circuits can be easily achieved without costly and time-consuming measurements. After simulation, measurements were performed to verify the accuracy of the equivalent model for immunity prediction. The improvement of measurement accuracy due to the added effect of a bi-directional coupler in the test setup is also addressed.

새로운 CMOS 전압-제어 발진기 (A New CMOS Voltage-Controlled Oscillator)

  • 정원섭;김홍배;임인기;곽계달
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1274-1281
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    • 1988
  • 전압제어 적분기에 기초를 둔 새로운 전압-제어 발진기를 개발했다. 전체 회로는 operational transconductance amplifier(OTA)와 접지된 커패시터로 실현한 전압제어 적분기와, 슈미트 트리거(Schmitt trigger)로 구성된다. 입력제어 전류는 적분기의 적분 시정수를 변화시키고, 이것에 의해 회로의 발진 주파수가 바뀐다. 제어 전압이 0V일때 회로를 12.21KHz에서 발진시킬 경우, -2V에서 2V의 제어 전압 범위에서 전압-주파수의 변환 감도는 2.473Hz/V이고, 최대 직선 오차는 0.68%이다. 저주파에서 100KHz까지의 주파수 범위에서 회로의 주파수 안정도는 약 +250ppm/$^{\circ}$C이다.

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고주파 응용을 위한 AB급 바이폴라 선형 트랜스컨덕터들의 설계 (Design of class AB Bipolar Linear Transconductors for High Frequency Applications)

  • 정원섭;손상희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권8호
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    • pp.1-7
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    • 2007
  • 고주파 응용을 위한 AB급 바이폴라 선형 트랜스컨덕터들을 제안한다. 이들 트랜스컨덕터는 전압 폴로워, 저항기, 그리고 전류 폴로워로 구성된다. 폴로워 회로들은 트랜스리니어 셀들로 실현되기도 하고, 단위-이득 버퍼들로 실현되기도 한다. 제안된 트랜스컨덕터들은 8 GHz 바이폴라 트랜지스터-어레이 파라미터를 이용하여 SPICE 시뮬레이션 되었다. 시뮬레이션 결과는, 트랜스리니어 셀들을 이용한 트랜스컨덕터가 단위-이득 버퍼들을 이용한 그것보다 더 좋은 선형성을 가지는데 반해, 후자는 전자보다 더 좋은 온도 특성과 더 높은 입력 저항을 가진다는 것을 보여준다. 제안된 트랜스컨덕터들의 실용성을 검증하기 위하여, 이들 트랜스컨덕터로 중간 주파수(IF) 대역의 4차 대역-통과 여파기를 구현하였다.

전류 센서를 이용한 디지탈 논리회로의 고장 검출 (On the detection of faults on digital logic circuits using current sensor)

  • 신재흥;임인칠
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권2호
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    • pp.173-183
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    • 1996
  • In this paper, a new structure that can do fault detection and location of digial logic circuits more efficiently using current testing techniques is proposed. In the conventional method, observation point for steady state power supply current was only one, but in the proposed method more fault classes are divided for fault detection and location through the ovservation of steady state power supply current at two points. Also, it is shown that this structure can be easily applied in detection of stuck-open fault which is not easy to do testing with conventional current testing techniques. In the presented mehtod, an extra trasnistor is used, and current path is made compulsorily in the CMOS circuits in which no current path can be established in steady state, then it can be known that stuck-open tault is in the MOS transistor on the considering current path, if this path disappears due to stuck-open fault. The validity and the effectiveness is shwon, thorugh the SPICE simulation of circuits with fault and the current path search experiment using current path search program based on transistor short model wirtten in C language on SUN sparc workstation.

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