Найти

Результаты поиска

• ОСОБЕННОСТИ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЦИФРОВЫХ СХЕМ НА ОСНОВЕ КМОП-ТЕХНОЛОГИЙ 90–20 НМ

  Б.Г. Коноплев

  174-181

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  С целью снижения потребляемой мощности и повышения энергетической эффективности в КМОП интегральных схемах используется подпороговый режим работы транзисторов. При этом напряжение питания снижается до уровня меньше пороговых напряжений МОП-транзисторов, резко уменьшаются токи транзисторов и падает быстродействие устройств. Однако, в ряде применений значительное снижение потребляемой мощности оказывается более важным, чем низкое быстродействие. Поэтому КМОП интегральные схемы в подпороговом режиме нашли применение там, где определяющим требованием является радикальное уменьшение потребляемой мощности.
  К настоящему времени в разной степени освоения фирмами в мире используются субмикронные КМОП-технологии с минимальными проектными размерами элементов от 500 до 3 нм, причем большая часть продукции приходится на КМОП СБИС уровня 90–20 нм. В работе проведен анализ особенностей характеристик низковольтных цифровых схем на основе КМОП-технологий уровня 90–20 нм с целью выработки рекомендаций по проектированию энергоэффективных устройств на их основе. Рассмотрена методика определения ключевых параметров предиктивных моделей МОП-транзистора в подпороговом режиме. Получены выражения характеристик КМОП-инвертора в подпороговой области. Анализ результатов расчетов показывает существенное ухудшение характеристик КМОП-элементов в подпороговом режиме при уменьшении минимальных проектных размеров менее 90 нм. Это объясняется тем, что при разработке конструкции и технологии изготовления СБИС уровня 90–20 нм все меры были направлены на снижение токов утечки закрытых транзисторов в надпороговом режиме с целью уменьшения статической составляющей потребляемой мощности. Для повышения характеристик КМОП-элементов в подпороговом режиме необходимо оптимизировать конструкцию и технологию с целью снижения величин подпорогового размаха, DIBL-коэффициента и увеличения характеристического тока. Результаты могут быть полезны для разработчиков энергоэффективной аппаратуры