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Mod

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Param tres: a (ajustement), NA (proc d ) Constantes: g, yF. Facteur Potentiel Param tre. de ... Param tre d 'ajustement. avec: -9 -9 -9 -9 -9 -8 -8 -2 10. 0. 2 10. 4 10 ... – PowerPoint PPT presentation

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Transcript and Presenter's Notes

Title: Mod


1
Modélisation du délai dune porte CMOS SOI en
faible inversion
Alexandre VALENTIAN Olivier THOMAS Andrei
VLADIMIRESCU , Amara AMARA FTFC 15/05/2003
2
Plan
  • Présentation du modèle sous-seuil
  • Dérivation du délai
  • transition rapide en entrée
  • transition lente en entrée
  • Application à un oscillateur en anneaux
  • Conclusion

3
IDSf(VGS)
  • IDS est exprimée en fonction de
  • Densité de courant d0I0/W0 à VT0
  • Pente sous le seuil

0 VT0 VGS
4
IDSf(VBS)
  • Le substrat flottant modifie VT0 et S
  • Paramètres a (ajustement), NA (procédé)
  • Constantes g, yF

5
IDSf(VDS)Canal long
  • Indépendant de VDS
  • en pseudo-saturation

avec
6
IDSf(VDS)Canal court
  • ISS est le courant de pseudo-saturation pour un
    transistor à canal long
  • ?ISS est la pente du courant IDS pour les
    transistors à canal court
  • aISS représente l ordonnée à l origine

7
Le Modèle
Dépendances en VGS et VBS
Partie pseudo-linéaire
Partie pseudo- saturée
8
Extraction des paramètres
  • Le modèle possède 5 paramètres
  • 1 paramètre du procédé NA ? g, yF
  • 4 paramètres d ajustement a, m, a, l
  • IDS(VGS,VDSVDD,VBS0)
  • I0 f(VT0,W0) ? définit la densité de courant
    de référence
  • IDS(VGS,VDSVDD, VBS)
  • ? f(VT0,VT) ? définit le courant ISS de
    saturation
  • IDS(VGSVDD,VDS,VBS0)
  • Extraction de a et ? ?ajustement de IDS(VDS)

9
Comparaison du modèle avec la technologie PD SOI
0.25µm
10
Plan
  • Présentation du modèle sous-seuil
  • Dérivation du délai
  • transition rapide en entrée
  • transition lente en entrée
  • Application à un oscillateur en anneaux
  • Conclusion

11
Transition rapide de lentrée
  • Temps de propagation (tpHL)
  • Les effets du transistor PMOS peuvent être
    négligés
  • Ctot représente la somme de la charge et de la
  • capacité de sortie de linverseur

12
Temps de propagation tPHL, tPLH
  • Temps de propagation dun inverseur CMOS

13
Dépendances de CL et de VBS
  • Le temps de propagation a une dépendance
    linéaire de la charge et une dépendance
    exponentielle de VBS

14
Plan
  • Présentation du modèle sous-seuil
  • Dérivation du délai
  • transition rapide en entrée
  • transition lente en entrée
  • Application à un oscillateur en anneaux
  • Conclusion

15
Transition lente de lentrée
  • dans la partie I, VDSP est petit donc on néglige
    IP
  • dans la partie II, VGSP est petit donc on
    néglige également IP
  • le courant du PMOS est 2 ordres de grandeur plus
    faible que celui du NMOS

16
Temps de propagation tPHL
  • On néglige les effets du transistor PMOS

17
Variation du temps de propagation avec lentrée
  • temps de propagation tPHL
  • temps de propagation tPLH
  • le temps de propagation dépend linéairement de
    la vitesse de transition de la tension d entrée

18
Plan
  • Présentation du modèle sous-seuil
  • Dérivation du délai
  • transition rapide en entrée
  • transition lente en entrée
  • Application à un oscillateur en anneaux
  • Conclusion

19
Oscillateur en anneaux
  • loscillateur en anneaux est composé de 10
    inverseurs et dune porte Nand pour démarrer les
    oscillations
  • les performances de loscillateur sont obtenues,
    à partir du modèle, en additionnant les temps
    tPLH et tPHL calculés pour une transition rapide
    de lentrée
  • les performances intrinsèques de la technologie
    SOI 0.25µm dépendent exponentiellement de la
    tension d alimentation

20
Plan
  • Présentation du modèle sous-seuil
  • Dérivation du délai
  • transition rapide en entrée
  • transition lente en entrée
  • Application à un oscillateur en anneaux
  • Conclusion

21
Conclusion
  • A partir dun modèle sous-seuil simple incluant
    les dépendances en VGS, VBS et VDS, les équations
    du délai dun inverseur ont été dérivées.
  • Le temps de propagation obtenu prend en compte
    linfluence de la vitesse de transition de la
    tension dentrée.
  • Les résultats montrent une variation linéaire du
    délai avec la charge en sortie et la pente en
    entrée et une variation exponentielle avec la
    tension VBS.
  • Appliqués à une structure doscillateur en
    anneaux, on note que les performances
    intrinsèques de la technologie SOI 0.25µm varient
    exponentiellement avec la tension dalimentation.
  • Les résultats obtenus sont en bonne concordance
    avec les simulations.
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