亚65nm工艺新型p结构多米诺与门设计

利用休眠晶体管、多阈值和SEFG技术(源跟随求值门技术),设计了一种新型的p结构多米诺与门.HSPICE仿真结果表明,在相同的时间延迟下,与标准双阈值多米诺与门、标准低阈值多米诺与门和SEFG结构相比,提出的新型多米诺与门的漏电流分别减小了43%,62%和67%,噪声容限分别增大了3.4%,23.6%和13.7%.从而有效地解决了亚65nm工艺下多米诺与门存在的漏电流过大,易受干扰的问题.分析并得到了不同结构的休眠多米诺与门的漏电流最低的输入矢量和时钟状态.     

亚70nm CMOS工艺低漏电流、高噪声容限的低功耗多输入多米诺或门的设计

提出了两种新的电路技术,在降低多输入多米诺"或门"的动态功耗的同时减小了漏电流,并提高了电路的噪声容限.采用新的电路技术设计了八输入多米诺"或门"并基于45nm BSIM4 SPICE 模型对其进行了模拟.模拟结果表明,设计的两种新多米诺电路在同样的噪声容限下有效地降低了动态功耗,减小了总的漏电流,同时提高了工作速度.与双阈值多米诺电路相比,设计的两种电路动态功耗分别降低了8.8%和11.8%,电路速度分别提高了9.5%和13.7%,同时总的漏电流分别降低了80.8%和82.4%.基于模拟结果,也分析了双阈值多米诺电路中求值点的不同逻辑状态对总的漏电流的影响.     

亚70nm CMOS工艺低漏电流、高噪声容限的低功耗多输入多米诺或门的设计

提出了两种新的电路技术,在降低多输入多米诺"或门"的动态功耗的同时减小了漏电流,并提高了电路的噪声容限.采用新的电路技术设计了八输入多米诺"或门"并基于45nm BSIM4 SPICE 模型对其进行了模拟.模拟结果表明,设计的两种新多米诺电路在同样的噪声容限下有效地降低了动态功耗,减小了总的漏电流,同时提高了工作速度.与双阈值多米诺电路相比,设计的两种电路动态功耗分别降低了8.8%和11.8%,电路速度分别提高了9.5%和13.7%,同时总的漏电流分别降低了80.8%和82.4%.基于模拟结果,也分析了双阈值多米诺电路中求值点的不同逻辑状态对总的漏电流的影响.     

45nm CMOS工艺下的低泄漏多米诺电路研究

在研究了45nm CMOS工艺下晶体管泄漏电流特性的基础上,提出了一种可以同时减小多米诺逻辑电路亚阈值和栅极氧化层泄漏功耗,带有NMOS睡眠开关并使用双阈值电压、双栅极氧化层厚度的电路技术。该电路技术与标准的双阈值电压多米诺逻辑电路相比,待机模式时消耗的总泄漏功耗在110℃时最高可以减小65.7%,在25℃时最高可以节省达94.1%。     

Gate leakage current reduction in IP3 SRAM cells at 45 nm CMOS technology for multimedia applications

We have presented an analysis of the gate leakage current of the IP3 static random access memory (SRAM) cell structure when the cell is in idle mode (performs no data read/write operations) and active mode (performs data read/write operations), along with the requirements for the overall standby leakage power, active write and read powers. A comparison has been drawn with existing SRAM cell structures, the conventional 6T, PP, P4 and P3 cells. At the supply voltage, V_DD = 0.8 V, a reduction of 98%, 99%, 92% and 94% is observed in the gate leakage current in comparison with the 6T, PP, P4 and P3 SRAM cells, respectively, while at V_DD = 0.7 V, it is 97%, 98%, 87% and 84%. A significant reduction is also observed in the overall standby leakage power by 56%, the active write power by 44% and the active read power by 99%, compared with the conventional 6T SRAM cell at V_DD = 0.8 V, with no loss in cell stability and performance with a small area penalty. The simulation environment used for this work is 45 nm deep sub-micron complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology, t_ox = 2.4 nm, V_thn = 0.22 V, V_thp = 0.224 V, V_DD = 0.7 V and 0.8 V, at T = 300 K.     

新型亚50纳米硅栅制作技术

提出并演示了一新型的低成本亚 5 0纳米多晶硅栅制作技术 .该技术的特点是它与光刻分辨率无关 ,即不需要高分辨率光刻技术 .纳米尺度的栅掩膜图案是由台阶侧壁图形的转移所形成 .实验结果表明 ,该技术制成的硅栅的栅长由形成侧壁图形的薄膜之厚度所决定 ,大致为该厚度的 75 %— 85 % .SEM照片显示硅栅的剖面为倒梯形结构 .与其它结构 (如矩形或正梯形 )相比 ,该结构有利于减少栅电阻 .     

45nm低功耗、高性能Zipper CMOS多米诺全加器设计

提出了电荷自补偿技术,此技术利用P型多米诺电路动态结点的放电对N型多米诺电路的动态结点充电,并在此技术基础上综合应用双阈值技术和多电源电压技术,设计了新型低功耗、高性能Zipper CMOS多米诺全加器.仿真过程中提出了功耗分布法,精确找到了电荷自补偿技术的最优路径.仿真结果表明,在相同的时间延迟下,与标准Zipper CMOS多米诺全加器、双阈值Zipper CMOS多米诺全加器、多电源电压Zipper CMOS多米诺全加器相比,新型Zipper CMOS多米诺全加器动态功耗分别减小了37%、35%和7%,静态功耗分别减小了41%,20%和43%.最后,分析并得到了新型全加器漏电流最低的输入矢量和时钟状态.     

45nm工艺pn混合下拉网络多米诺异或门设计

提出了一种pn混合下拉网络技术,即在多米诺门的下拉网络中混合使用pMOS管和nMOS管来降低电路的功耗并提高电路的性能. 首先,应用此技术设计了多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,新型异或门的静态功耗和动态功耗分别减小了46%和3%. 然后,在此技术的基础上,综合应用多电源电压技术和双阈值技术设计了功耗更低的多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,静态功耗和动态功耗分别减小了82%和21%. 最后分析并确定了4种多米诺异或门的最小漏电流状态和交流噪声容限.     

45nm工艺pn混合下拉网络多米诺异或门设计

提出了一种pn混合下拉网络技术,即在多米诺门的下拉网络中混合使用pMOS管和nMOS管来降低电路的功耗并提高电路的性能.首先,应用此技术设计了多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,新型异或门的静态功耗和动态功耗分别减小了 46%和3%.然后,在此技术的基础上,综合应用多电源电压技术和双阈值技术设计了功耗更低的多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,静态功耗和动态功耗分别减小了82%和21%.最后分析并确定了4种多米诺异或门的最小漏电流状态和交流噪声容限.     

130nm工艺极低泄漏电流亚阈值SRAM存储单元设计

本文提出一款工作在亚阈值（200 mV）区域且具有极低泄漏电流的亚阈值SRAM存储单元。该存储单元采用自适应泄漏电流切断机制,该机制在没有带来额外的动态功耗和性能损失的前提下,同时降低动态操作（读/写操作）和静态操作时的泄漏电流。差分读出方式和可配置操作模式的应用,使得本文设计在亚阈值条件下（200 mV）仍然保持足够的鲁棒性。仿真结果表明,相比于参考文献中的亚阈值存储单元本文设计具有：（1）在不同的工艺角下,均具有较大的读噪声容限和保持噪声容限;（2）在动态操作和静态操作时均具有极低的泄漏电流。最后,我们将该存储单元成功的应用于IBM 130nm工艺下的一款 bits存储阵列中,测试结果表明该存储阵列可以在200 mV电源电压条件下正常工作,所对应功耗（包括动态功耗和静态功耗）仅0.13 μW,是常规六管存储单元功耗的1.16%。