文档介绍：合肥工业大学
硕士学位论文
低功耗CMOS集成电路设计方法的研究
姓名:郭铭铭
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:窦建华
20071201
低功耗集成电路设计方法的研究摘要近年来,随着亚微米、深亚微米技术的发展和系统芯片技术的日益成熟,集成电路在集成度和性能方面不断获得提高;与此同时,系统复杂程度的提高以及各种移动设备的广泛使用,也使得电路功耗开始成为集成电路设计发展的重要瓶颈之一。集成电路的功耗问题己被提到与面积和速度同等重要的地位,低功耗设计已经成为衡量电子产品性能的重要指标。目前,作为主流的集成电路设计工艺,已被广泛应用在集成电路的低功耗设计中。高性能、低功耗集成电路的设计方法已成为集成电路设计的一个焦点。本文首先按照动态功耗和静态功耗两大类别,详细阐述了电路的功耗产生的机理,对各种功耗进行了建模并讨论了功耗优化方法。其次设计一种带隙基准电压源电路,采用二次分压技术,降低了输出电压;同时采用了亚阈值技术,降低了电路的电源电压,进而降低了电路功耗,满足低压低功耗的设计要求,而且电路结构简单,容易实现。本文对降低阈值电压的低功耗设计方法进行深入研究,给出一种衬底偏置技术与准浮栅技术设计相结合的方法,进一步降低电路对电源电压的要求。并以两级运算放大电路为例,对提出的设计方案进行仿真验证。仿真结果表明,。关键词:集成电路低压低功耗衬底偏置准浮栅
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随电压眩一巧吐┘ǖ缌魅绲谋浠叵登摺插图清单工作电压对功耗和性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯泄漏电流产生机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯档涝銮啃蚆管的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯沟道长度调制效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯艿耐暾笮藕拍P汀两输入浮栅堋抡娴缏贰牡灼肗芸绲继匦郧和普通栅驱动跨导特性曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯运放组成框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯型差分放大电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯直流传输特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯涣鞯刃У缏直流传输特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯输入/输出特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯差模增益的幅频特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯静态功耗和动态功耗的比例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯进行动态功耗分析的反相器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯反相器开关过程中的输入输出电压波形和电容电流波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯在不同设计阶段降低电压的措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯在不同设计阶段降低负载电容的措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯管阈值电压与掺杂浓度的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯档篮蚉沟道增强型艿牡缏贩拧背栅控制原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯艿牡推敌⌒藕拍P汀衬底驱动截面图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯准浮栅管的等效电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯基于衬底偏置的管横截面图和电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯牡浊疦绲继匦郧虲罘址糯蟮缏贰脱沽郊禖朔拧图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
改进后的带隙基准电压源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯运放的幅频特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯运放的相频特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图差模增益的相频特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯典型的带隙基准电压源电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图基准电压源的温度特性曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯准浮栅技术和衬底偏置技术的融合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图
附表清单表各抽象设计层次功耗优化概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯集成电路工艺技术发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯体效应对所的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯阈值电压随谋浠
啥轎一呻铺瞒≯卵字日期:鶧怀г拢钥字日期:乃孵年/月形,日学位论文版权使用授权书独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所话;竦媒養垦三些太堂本学位论文作者完全了解金胆王些盔堂有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向盒照王些太一可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫等复制手段保存、汇编学位论文。宋闹刑乇鸺右员曛竞椭滦坏牡胤酵猓畚闹胁话渌艘丫⒈砘蜃垂难芯砍晒或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作径员狙芯克龅娜魏喂毕拙言诼畚闹凶髁嗣魅返乃得鞑⒈硎拘灰狻学位论文作者签家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,