Διερεύνηση βελτίωσης μοντέλων χρονισμού CMOS δομών με ενσωμάτωση φαινομένων νανομετρικών διαστάσεων σε τρανζίστορ:
Creators: name: Στραβουδάκη, Γεωργία Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: CMOS δομές
Φαινομένων νανομετρικών διαστάσεων σε τρανζίστορ
Μηχανισμοί ρευμάτων διαρροής
CMOS structures
Nanometer effects in transistor
Leakage current mechanisms

description: Η παρούσα εργασία διαπραγματεύεται την μελέτη των φαινομένων νανομετρικών διαστάσεων των MOSFET τρανζίστορ με τη βοήθεια του προγράμματος HSPICE και τη διερεύνηση βελτίωσης τη συμπεριφορά του τρανζίστορ διέλευσης με την ενσωμάτωση αυτών των φαινομένων στις εξισώσεις λειτουργίας του. Η συνεχής μείωση των διαστάσεων των CMOS κυκλωμάτων που προκύπτει από την απαίτηση της εποχής και της εξέλιξης της τεχνολογίας οδηγεί στη χρήση τρανζίστορ όλο και μικρότερων διαστάσεων. Καθώς όμως κλιμακώνεται η τεχνολογία, προβλήματα εμφανίζονται στα νανομετρικά MOSFET, γνωστά ως φαινόμενα μικρού μήκους του καναλιού (short channel effects) όπως η ύπαρξη έντονων ρευμάτων διαρροής. Στα CMOS κυκλώματα νανοδιαστάσεων οι κύριοι μηχανισμοί διαρροής είναι το ρεύμα υποκατωφλίου (subthreshold current) και το ρεύμα σήραγγας της πύλης (gate tunneling current).Αρχικά, απαριθμούνται οι μηχανισμοί των ρευμάτων διαρροής, και γίνεται ειδική αναφορά στο ρεύμα υποκατωφλίου και το ρεύμα της απευθείας σήραγγας. Παρατίθενται οι εξισώσεις που τα περιγράφουν καθώς και οι περιπτώσεις εμφάνισης τους. Προσδιορίζονται οι θεωρητικές τιμές των ρευμάτων αυτών για διάφορα μοντέλα MOSFET και γίνεται η προσομοίωση τους στο πρόγραμμα ΗSPICE για τον πειραματικό προσδιορισμό των ρευμάτων σε διάφορες περιπτώσεις πόλωσης. Στη συνέχεια, περιγράφεται το τρανζίστορ διέλευσης και οι περιοχές λειτουργίας του. Γίνεται εισαγωγή του ρεύματος υποκατωφλίου στις εξισώσεις που περιγράφουν την πρώτη περιοχή λειτουργίας δείχνοντας τη βελτίωση στην τάση εξόδου και επομένως της συμπεριφοράς του. Τέλος, αναφέρονται τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα που προέκυψαν μετά την ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν που οδηγούν στο πέρας της εργασίας.
description: The present work examines the effects of nanoscale MOSFET transistors using the program HSPICE and how importing these effects in equations of pass transistor can improve its behavior. The evolution of technology demands the continuously scaling of CMOS circuits and leads to the use of transistors with smaller dimensions. But as the technology improves, difficulties arise in nano-MOSFET, known as short channel effects like leakage currents. In nano-CMOS circuits the main leakage current mechanisms are the subthreshold current and the gate tunneling current. Firstly the mechanisms of leakage currents are presented and the subthreshold current and the direct tunneling current are specifically referred. The equations that describe them and the occurrence of cases are represented. The theoretical values of these currents for various MOSFET models are calculated and are simulated in HSPICE program for the specification of the currents in different cases of polarization. Afterwards the pass transistor and the three areas of operation are described. The subthreshold current is imported in the equations which describe the first operating region showing the improvement in output voltage and therefore its behavior. Finally, the results and the conclusions are reported after analyzing the data collected that lead to the completion of the work.