Yeni MOS teknolojilerine dayalı sürekli zamanlı ultra düşük gerilimli ve güçlü aktif filtre tasarımı ve uygulamaları
Novel MOS technology based ultra-low voltage low power continuous-time active filter design and its application
Yazar: ARSEN A . MOHAMEDSHAKIR
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN DEMİREL
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Modern elektronik ve haberleşme sistemlerinde, ana itici güç öncelikle Moore yasasına göre minimum transistör boyutunu küçültmeye dayanıyor. Ayrıca, düzlemsel teknolojinin sınırlamalarının üstesinden gelme çabaları, Fin şekilli Alan Etkili Transistör (FinFET) ve kompaktlık elde etmek için diğer çok kapılı cihazlar gibi geleneksel olmayan mimarinin geliştirilmesine yol açmıştır. FinFET, kendinden hizalı bir süreç, nanometre teknoloji düğümünde kısa kanal etkilerine karşı daha dayanıklıdır. Çok kapılı cihazların düzlemsel olmayan doğasına ek olarak, devre tasarımcıları tarafından uygulanabilir bir teknoloji olarak kabul edilmeden önce ele alınması gereken kompakt modelin mevcudiyeti gibi çeşitli teknoloji entegrasyon zorlukları. Analog devrelerin Lerit Figürü (FoM), cihaz teknolojisinin analog performansından önemli ölçüde etkilenir. Bu tez, ortaya çıkan FinFET cihazlarını kullanarak devre performansını ciddi şekilde artıran cihaz devresi ortak tasarım boşluğunu bağlamaya çalışmaktadır. Nanometre FinFET cihaz teknolojisi göz önüne alındığında, FinFET cihazının geometrik yapısını tasarlayarak analog performans parametrelerini geliştirmeye çalışılır. Cihaz yapısı, düşük güç ve düşük voltaj için hem güçlü inversiyon hem de zayıf inversiyon rejiminde çalıştırılan kapı elektrodu olarak yüksek K hafniyum oksit ile İzolatör (SOI) 7 nm FinFET'in üç boyutlu (3-D) bir mimarisidir. Önerilen cihazın geliştirilmiş analog performans parametrelerinin devre performansı üzerindeki etkisini göstermek için, düşük güç dağılımının çok istenen analog devrelere entegre edilmiştir.

Abstract:
In this study, in modern electronics and communication systems, the main impetus is primarily based on reducing the minimum transistor size according to Moore's law. Furthermore, efforts to overcome the limitations of planar technology have led to the development of nontraditional architecture, such as the Fin-shaped Field-Effect Transistor (FinFET) and other multi-gate devices to achieve compactness. FinFET, a self-aligning process, is more resistant to short channel impacts at the nanometer technology node. In addition to the non-planar nature of multi-door devices, there are various technology integration challenges, such as the availability of the compact model, which must be addressed before it is considered a viable technology by circuit designers. The Lerit Figure (FoM) of analog circuits is significantly influenced by the analog performance of device technology. This thesis attempts to connect the device circuit common design gap, which seriously improves circuit performance using emerging FinFET devices. Considering nanometer FinFET device technology, attempts are made to improve analog performance parameters by designing the geometric structure of the FinFET device. The device structure is a three-dimensional (3-D) architecture of Isolator (SOI) 7 nm FinFET with high K hafnium oxide as gate electrode operated in both strong inversion and weak inversion regime for low power and low voltage. To demonstrate the effect of improved analog performance parameters of the proposed device on circuit performance, low power distribution is integrated into highly desired analog circuits.