Performance investigation of deep and ultra-deep submicron CMOS transistors in analog circuit design
Emil D. Manolov
The article discusses the procedure for examination the performance of deep and ultra-deep submicron CMOS transistors with application in analog integrated circuit design. The study is illustrated by using BSIM4 model of 45nm bulk CMOS technology, but presented methodology can be applied to any CMOS technology. At first, simulation experiments and graphical approaches for determination the boundaries of the three basic regions of operation and the key performance parameters – intrinsic gain, unity-gain frequency and supply current are presented. The dependencies of the considered performance parameters from biasing of the transistors and channel length are investigated and visualized. The results are analyzed and qualitative tables that support the selection of the appropriate values of biasing voltage and channel length in the initial stage of analog design are created. The described procedure can be applied to characterize the performance of new unknown deep and ultra-deep submicron CMOS technologies.
В статията се разглежда процедура за изследване на характеристиките на CMOS транзистори от дълбоки и свръх-дълбоки субмикронни технологии при проектиране на аналогови интегрални схеми. Изучаването е онагледено с помощта на BSIM4 модел на 45nm CMOS технология, но представената методология може да бъде приложена към всяка CMOS технология. Най-напред са разгледани симулационни експерименти и графични подходи за определяне на границите на трите основни области на работа и ключовите параметри на функциониране на транзисторите – вътрешното усилване, честотата на единичното усилване и консумирания ток. Изследвани са и са онагледени зависимостите на параметрите на транзисторите от постояннотоковия режим и дължината на канала. Резултатите са анализирани и са обобщени в таблици, които подпомагат избора на подходящи начални стойности на дължината на канала и пренапрежението на транзистора. Представената процедура може да бъде приложена за характеризиране на нови неизследвани дълбоки и свръх- дълбоки субмикронни CMOS технологии.
Cite this article as:
Manolov E. D. Performance investigation of deep and ultra-deep submicron CMOS transistors in analog circuit design. Journal – Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 51 (1-2), 2016, pp. 47-52, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
