Study on robust circuit design techniques based on physical parameters of semiconductor devices and its Applications

基于半导体器件物理参数的鲁棒电路设计技术及其应用研究

• 批准号: 21680004
• 负责人: HIROSE Tetsuya
• 金额: $ 14.98万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21680004/
• 关键词: VLSI設計技術; LSI; プロセスバラツキ; 温度バラツキ; PVTバラツキ; 高速化技術; アナログ回路; ディジタル回路; しきい値電圧; オンチップモニタ; 補正回路技術

In this study, we developed analog and digital circuit design techniques that are tolerant to process and temperature variations. By developing ultra-low power current reference circuit, we can monitor the condition of threshold voltage of MOSFET in each LSI chip. We also proposed compensation architecture of digital circuits by using on-chip variation monitoring circuit. Moreover, we developed robust operational amplifier and comparator circuit that are fundamental analog circuit building blocks. For analog and digital signal processing systems, clock reference circuit and analog-digital converter were investigated. We demonstrated that these circuits operate robustly against process and temperature variations.

在这项研究中，我们开发了耐工艺和温度变化的模拟和数字电路设计技术。通过开发超低功耗基准电流电路，可以监测各个LSI芯片中MOSFET的阈值电压状况。提出了利用片上变化监测电路对数字电路进行补偿的结构。此外，我们还开发了健壮的运算放大器和比较器电路，它们是基本的模拟电路构建模块。对于模拟和数字信号处理系统，研究了时钟基准电路和模数转换器。我们证明了这些电路对工艺和温度变化有很强的抵抗力。

项目成果

Variation Tolerant Subthreshold Adder Design for Ultra-low Power LSIs

超低功耗 LSI 的容变亚阈值加法器设计

• 发表时间: 2009
• 作者: Y.Osaki;T.Hirose;K.Matsumoto;N.Kuroki;M.Numa
• 通讯作者: M.Numa

PVTバラツキ特性を改善したサブスレッショルド電流源

具有改进的 PVT 变化特性的亚阈值电流源

• 发表时间: 2009
• 作者: 松本啓;廣瀬哲也;鬼頭豊明;大崎勇士;黒木修隆;沼昌宏
• 通讯作者: 沼昌宏

サブスレッショルドLSIに適したオンチップ電源回路の検討

适用于亚阈值LSI的片上电源电路的研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 中村大悟;廣瀬哲也;大崎勇士;黒木修隆;沼昌宏
• 通讯作者: 沼昌宏

サブスレッショルド・ディジタル回路のためのオンチップ遅延バラツキ補正回路の評価

亚阈值数字电路片上延迟偏差校正电路的评估

• 发表时间: 2010
• 作者: 大崎勇士;廣瀬哲也;松本啓;辻川琢也;黒木修隆;沼昌宏
• 通讯作者: 沼昌宏

Low-voltage process-compensated VCO with on-chip process monitoring and body-biasing circuit techniques

具有片上工艺监控和体偏置电路技术的低压工艺补偿 VCO

• 发表时间: 2009
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Vol.E92-A
• 作者: K.Ueno;T.Hirose;T.Asai;Y.Amemiya
• 通讯作者: Y.Amemiya