Investigation of mosfet aging modeling on an analog circuit design
Analog devre tasarımında mosfet yaşlanma modelinin araştırılması
- Tez No: 467719
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. REVNA ACAR VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Bu tezde, nano-MOSFET transistörler çağında,“negatif kutuplama ısı kararsızlığı”gibi (NBTI)'ın temel yaşlanma mekanizmasından dolayı ortaya çıkan analog devrelerin önemli güvenirlilik sorunlarından biri ele alınmıştır. Ayrıca, 90 nano metre CMOS teknolojisi kullanılarak tasarlanan 2 katlı CMOS işlemsel kuvvetlendiricinin (Op-Amp) performans özellikleri ile ilgili, özellikle de pMOSFET transistörlerin NBTI-dan kaynaklanan eşik gerilimi (Vth) düşüşünün etkisi hakkında, araştırma ve detaylı bir analiz yapılmıştır. Tek bir pMOSFET transistörün NBTI-dan kaynaklanan eşik gerilimi (Vth) düşüşünün analizi için HSPICE da MOSFET model güvenirliliği analizi (MOSRA) kullanılmış ve 2 katlı CMOS Op-Amp lar ile ilgili tek bir pMOSFET transistörün NBTI-dan kaynaklanan eşik gerilimi (Vth) düşüşünün etkileri analiz edilmiştir. Bu prosedürü kullanarak, tek bir pMOSFET transistörünün simülasyonu yapılmış, NBTI dan kaynaklanan eşik geriliminin azalması araştırılmış ve analiz edilmiştir. Ayrıca arabelleksiz 2 katlı CMOS Op-Amp devresinin de simülasyonu yapılmış ve devrede kullanılan her bir pMOSFET'in NBTI'dan kaynaklanan eşik gerilimi (Vth) azalmasının sebep olduğu performans düşüşünün araştırması ve analizi yapılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki; doğrusal bölgede çalışan bir pMOSFET transistörün NBTI nedeniyle eşik geriliminin azalması, aslında uygulanan kapı-kaynak stress geriliminin değerinden (VGS) kaynaklanmaktadır. Ayrıca, bu tezde, 2 katlı CMOS Op-Amp devresinin performansındaki düşüşünün, devrede kullanılan her bir pMOSFET'in NBTI yaşlanmasından kaynaklanan eşik gerilimindeki azalmadan ziyade, arabelleksiz 2 katlı CMOS Op-Amp'ın açık döngüsüne, birim kazanç moduna ve onun uygulamalarına daha çok bağlı olduğu kanıtlanmıştır.
Özet (Çeviri)
This work focuses on the study of one of the important reliability issues of the analog circuits in the nano-MOSFET transistors era emerging from the main aging mechanisms such as negative bias temperature instability (NBTI). In addition, an investigation and a detailed analysis are achieved; in particular, about the impact of the NBTI-induced threshold voltage Vth degradation effect of pMOSFET transistors on the performance specifications of the unbuffered two-stage CMOS operational amplifier (Op-Amp) which is designed using 90 nm CMOS technology parameters. MOSFET model reliability analysis (MOSRA) in HSPICE is used for analyzing the NBTI-induced threshold voltage Vth degradation of a single pMOSFET transistor and its impacts are analyzed on the unbuffered two-stage CMOS Op-Amp circuit. Using this procedure, a single pMOSFET transistor is simulated and its NBTI-induced threshold voltage Vth is investigated and analyzed, in addition, the unbuffered two-stage CMOS Op-Amp circuit is also simulated and the degradation of its performance specifications resulting from NBTI-induced threshold voltage Vth of each pMOSFET in the circuit is investigated and analyzed. It has been shown that the NBTI-induced threshold voltage Vth degradation of the pMOSFET transistor operating in the linear region is mainly dependent on the applied gate-source stress voltage value VGS. Also, it has been shown that the degradations in the performance specifications of the unbuffered two-stage CMOS Op-Amp circuit are rather strongly dependent on its open-loop and unity-gain modes and on its applications than the absolute dependence on the threshold voltage Vth degradation of each pMOSFET transistor in the circuit resulting from the impact of NBTI aging effect.
Benzer Tezler
- Mosfet' lerde aşırı gerilim kaynaklı kapasite değişimlerinin zamana bağlı incelenmesi
Time dependent investigation of over voltage induced capacity changes at mosfets
HATİCE GÜL SEZGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. YASİN ÖZÇELEP
- Güç kuvvetlendirici performansı üzerine yorulmuş MOSFET etkisinin incelenmesi
Investigation of degraded MOSFET effect on power amplifier performance
MEHMET AKİF MEYDANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASİN ÖZÇELEP
- Silisyum karbür yarıiletken güç elemanları için aktif kapı sürücü devrelerinin incelenmesi
Investigation of active gate drive circuits for silicon carbide semiconductor power devices
EMİN ASIM YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET FARUK BAKAN
- Elektronik soğutucuların uzak alan elektromanyetik ışıma davranışlarının incelenmesi
Investigation of far field electromagnetic emission behavior of electronic heatsinks
ALPARSLAN BOZKURT KARAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK HELHEL
DR. ABDULLAH GENÇ
- Göğüs duvarı ışınlamalarında meme onarımı için kullanılan geçici doku genişleticinin doz dağılımına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of the temporary tissue expander used for breast reconstruction on dose distribution of chest wall radiation
SEVAL CİBİCELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ MERİÇ
DOÇ. DR. ÖZGE PETEK ERPOLAT