FGMOS tabanlı akım kontrollü difreansiyel fark gerilimli akım taşıyıcı tasarımı ve uygulamaları
Design and applications of FGMOS based current controlled differential differerence current conveyor
Yazar: ÖKKEŞ GÖKALP SÖKMEN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ALÇI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
FGMOS (Floating Gate MOS) transistörler tanıtıldıkları ilk yıllarda elektronik devre tasarımında genellikle dijital veri depolama elemanı olarak kullanılmıştır. Son yıllarda, düşük güçlü düşük voltajlı devre tasarımlarının önem kazanmasıyla FGMOS transistörler analog elektronik devre tasarımında yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
FGMOS transistörler, MOS transistörlere göre daha işlevsel bir yapıya sahiptir. Bu yüzden elektronik devre tasarımlarında birden fazla MOS transistör kullanılarak gerçekleştirilebilecek işlemler tek bir FGMOS transistörle gerçekleştirilebilmektedir. Bu sayede tasarlanan devrelerdeki transistör sayısı azaltılabilmektedir. Elektronik devre tasarımında transistör sayısının azalması devrenin harcayacağı gücü düşürebilir. FGMOS transistörler birden fazla geçit terminaline sahip olabilirler. Bu durumda geçitlerden bir tanesi kutuplama amacıyla kullanılabilir. Böylece devrenin dinamik çalışma sahası genişletilebilir, transistörün eşik voltajı azaltılabilir veya seviye kaydırma işlemi gerçekleştirilerek transistör istenilen çalışma noktasında çalıştırılabilir. Bu avantajlarının yanı sıra FGMOS transistörlerin üretim teknolojisi MOS transistörlerin üretim teknolojisine çok yakındır. Çift polisilikon serime uygun bütün MOS üretim teknolojilerinde FGMOS transistörler üretilebilmektedir. 
Bahsedilen avantajlarından dolayı bu çalışmada FGMOS transistörler ve elektronik devre uygulamaları detaylı olarak incelenmiştir. FGMOS transistörler ve MOS transistörler karşılaştırılarak benzerlik ve farklılıkları ortaya konulmuştur. Daha sonra FGMOS transistörlerden faydalanılarak yeni bir akım kontrollü diferansiyel fark gerilimli akım taşıyıcı (current controlled differential difference current conveyor - CCDDCC) yapısı tasarlanmış, tasarlanan bu yapı literatürdeki yapı ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca önerilen bu CCDDCC yapısının işlevselliğinin gösterilmesi için akım kontrollü evrensel filtre yapıları ve aktif pozitif ve negatif direnç yapıları tasarlanmıştır. Yapılan bu çalışmalar sonucunda FGMOS transistör kullanımının güç tüketimini düşürdüğü ve devre yapılarını oldukça basitleştirdiği görülmüştür.

Abstract:
Formerly, FGMOS (Floating Gate MOS) transistors were employed as storage devices in the electronic circuit designs. Recently, low power low voltage circuit design has been gained importance. Thus FGMOS transistors have a common usage in analog circuit design.
FGMOS transistors have more functional structure than MOSFET?s. Therefore an operation, which can be realized using two or more MOS transistors, can be achieved using only one FGMOS transistor. Hence the number of transistors in the circuit design might be reduced. Decrement in the number of transistors could reduce the power dissipation of the circuit. FGMOS transistors have two or more gate terminals. In this case one of the gates can be used for biasing. Thereby dynamic range of the circuit can be extended and threshold voltage of the transistor can be reduced. Also, to study in desired operation region, level shifting operation can be realized by using FGMOS transistors. In addition to these advantages, fabrication technologies of FGMOS and MOS transistors are almost similar. FGMOS transistors can be fabricated in any double-polysilicon MOS process. 
In this study, because of mentioned advantages, FGMOS transistors and their electronic circuit applications are investigated. FGMOS and MOS transistors are compared . Similarities and differences of these transistors are exhibited terms of drawbacks and advantages. Then, a novel current controlled differential difference current conveyor (CCDDCC) structure is designed by utilizing FGMOS transistors. The proposed CCDDCC structure is compared with the CCDDCC structure in the literature. Then, current controlled filter structures and positive and negative active resistor structures are designed to indicate the proposed CCDDCC?s functionality. Consequently these studies show that exploiting FGMOS transistor in analog circuit design decrease the power dissipation and simplify circuit structures.