New Mosfet threshold voltage extraction methods and extractors
Mosfet eşik gerilimini elde etmek için önerilen yeni yöntemler ile VTH çıktısı veren devre yapıları
- Tez No: 223439
- Danışmanlar: PROF.DR. ALİ ZEKİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: MOSFET esik gerilimi, VTH, CMOS esik gerilimi elde eden devre, MOSFET devreler, DDA, sıcaklık sensörü, PTAT, CTAT, gerilim referans devresi, MOSFET threshold voltage, VTH, CMOS threshold voltage extractors, MOSFET circuits, differential amplifiers, temperature sensors, PTAT, CTAT, voltagereference
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
MOSFET modellenmesinde çok önemli bir yer tasıyan esik gerilimi, yapılan bir çokdeneme sonucu matematiksel olarak hesaplanabilirken aynı zamanda çıkısında direkVTH'i veren basit devre yapıları ile de elde edilebilir. Bu çalısmada, kuvvetli-evirtim,lineer bölge, karakteristiklerine dayalı yeni esik gerilimi elde etme yöntemleriönerilmistir ve bu yöntemlere dayanarak çıkıslarında NMOS ve PMOS transistörler içinesik gerilimi veren devre yapılarının tasarımı anlatılmıstır. Önerlen yöntem temelde,analog bir yapı ile gerçeklenen aritmetik islemin sonucuna dayandırılmıstır. Aritmetikislem basit ve genellestirilmis olmak üzere iki yoldan incelenmis ve bu yollardan her biriiçin üç farklı metod (IDPC,ICPD ve Esnek) önerilmistir. Tasarlanan devrelerdekimobilite etkisi, kanal boyu modülasyonu, boyut uyusmazlıgı ve gövde etkisi gibi ikincidereceden etkiler analiz edilmistir. Önerien devrelerde OPAMP, transistörleri linearbölgede kutuplamak, DDA ise çıkısında VTH'ı verecek olan aritmetik islemi gerçeklemekiçin kullanılan yardımcı elemanlardır. Cadence-SpectreS ile yapılan ölçümler MOStransistörlerin esik geriliminin tasarlanan yeni devreler ile % 1 veya % 0.8 hata ile eldeedilebildigini göstermistir. NMOS esik geriliminin sıcaklıkla negatif, PMOS esikgeriliminin sıcaklıkla pozitif olarak degismesinden yararlanarak, sıcaklık katsayılarısırasıyla 1.99mV/oC ve -1.42mV/oC olan PTAT ve CTAT sıcaklık sensörlertasarlanmıstır. Yine aynı özellik yardımıyla OPAMP toplayıcı kullanılarak sıcaklık vebesleme gerilimi degisimlerinden bagımsız bir gerilim referans devresi elde edilmistir.
Özet (Çeviri)
The threshold voltage value, which is the most important electrical parameter inmodeling MOSFETs, can be extracted either from simulations or from the use ofpractical circuits which automatically and quickly yield the threshold voltage. In thisthesis, new threshold voltage extraction methods based on the strong-inversioncharacteristic are proposed and the development of the NMOS and PMOS thresholdvoltage extractors implementing new methods is described. Proposed extraction methodis based on an arithmetic operation which is classified into basic and generalizedarithmetic operation schemes. Different implementations for each operation schemesuch as IDPC, ICPD and Flexible method have been discussed and the effect ofnonidealities such as mobility reduction, channel-length modulation, mismatch, andbody effect has been analyzed. Auxiliary components are needed to perform designconditions. DDA operates as an arithmetic processor to precisely implementmultiplication by two and subtraction as needed for extrapolation. OPAMP is also usedto bias transistors in the linear region. The Cadence-SpectreS simulations confirm thatthreshold voltage of a MOS transistor can be extracted automatically using the VTHextractor without any need of calculation and delay. Additional applications such astemperature measurement, where the VTH extractor can be used either as a PTATsensor or as a CTAT with small values of temperature coefficients (1.99mV/oC and-1.42mV/oC, respectively), and voltage reference circuit which is independent oftemperature and supply voltage fluctuations, are presented.
Benzer Tezler
- Statistical cryogenic modeling methodology of MOSFET DC characteristics in BSIM3
MOSFET DC karakteristiğinin kriyojenik koşullarda BSIM3 ile istatistiksel olarak modellenmesi
AYKUT KABAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKE YELTEN
- Machine learning based autonomous quality check and characteristics extraction for chip research
Çip araştırmaları için makine öğrenmesi temelli otonom kalite kontrolü ve karakteristik parametre çıkarımı
HÜSNÜ MURAT KOÇAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGalatasaray ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TEOMAN NASKALİ
- Yüksek doğruluklu bir mosfet modelinin spice simülasyon programına dahil edilmesi
Başlık çevirisi yok
ABDURRAHMAN DOLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDevreler ve Sistemler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN KUNTMAN
- Contributions to design of dsp controlled pulse width modulated ac-ac converters with new generation semiconductor switches
Yeni nesil anahtarlama elemanları ile sayısal işaret kontrollü, darbe genişlik modülasyonlu alternatif akım kıyıcı tasarımına katkılar
ENİS BARIŞ BULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ
- Fırçasız doğru akım makinelerinde konum algılayıcısız hız denetimi
Sensorless speed control of brushless DC machines
NAMIK YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER