Experimental evaluation of hot electron reliability on differential Clapp-VCO
ارزیابی تجربی پایایی الکترون داغ در دیفرانسیل clapp-VCO
نویسندگان:
- L. Jang , J.S. Yuan , S.D. Yen , E. Kritchanchai , G.W. Huang
اطلاعات مقاله
خلاصه:
این مقاله خاصیت فشار حامل داغ از یک سری تنظیم n هسته نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ را مطالعه می کند. یک دیفرانسیل clapp-VCO با موفقیت در 0.13 m فرآیند CMOS انجام شده و از یک تشدید کننده سری تنظیم استفاده می کند. دو تک nMOS-core clapp-VCO تمام شده استفاده شده اند که یک دیفرانسیل VCO با کمک یک جفت nMOS درگیر متقاطع و یک ترانسفورماتور را تشکیل دهند. نتایج اندازه گیری ها نشان می دهد که clapp-VCO نو از 18.8 تا 22.2 گیگا هرتز عمل می کند و داده های تجربی فشار حامل داغ نشان می دهد که خسارت فرکانس نوسان را افزایش می دهد و سرو صدای فاز نوسان ساز را تنزل می دهد. نتایج شبیه سازی مجتمع ترکیبی (Mixed-Mode) برای نشان دادن فیزیک حامل داغ به مدار استفاده می شود.
- مقدمه
نوسان سازهای کنترل شده با ولتاژ (VCO) به طور گسترده ای در محصولات کم هزینه استفاده می شوند زیرا بلوکهای عملکردی رایج در سیستم های ارتباطی فرکانس رادیویی مدرن (RF) هستند و برای تولید سیگنال فرکانس متوسط (IF) و میزان کردن یا تفکیک سیگنال فرکانس رادیویی استفاده می شوند. VCO همچنین برای گیرنده و فرستنده تبدیل مستقیم مهم است . با تقاضا برای هزینه کم و ادغام بالای بلوکهای ساختمان فرستنده و گیرنده بی سیم، یک طراحی کم قدرت یک نگرانی بزرگ برای طراحان مدار مجتمع فرکانس رادیویی (RFIC) است. هنگام ارزیابی عملکرد VCO ها، چندین پارامتر از قبیل سرو صدای فاز، فرکانس نوسان ساز، دامنه تنظیم و مصرف انرژی باید در نظر گرفته شود.
با توجه به مقیاس گذاری تهاجمی در ابعاد دستگاه برای بهبود سرعت و عملکرد، ترانزیستورهای CMOS در رژیم نانومتر منجر به مسئله اصلی قابلیت اطمینان مانند کانال الکترون داغ شده است. تزریق حامل داغ (HCI) به علت میدان الکتریکی بالا و تاثیر یونیزاسیون در ناحیه تخلیه nMOSFET ها ناشی از پوسته پوسته شدن طول کانال رخ می دهد. این حاملهای انرژی بالا ممکن است بابه وجود آوردن تله های مشترک و بارهای به دام افتاده اکسید، آسیب را نشان دهند و می توانند باعث تخریب پارامترهای دستگاه از قبیل آستانه ولتاژ و رسانایی متقابل شود. لازم به ذکر است که حتی در ولتاژهای تغذیه پایین، اثرات تخریب ناشی از حاملهای داغ مشاهده شده است.
اثر حامل داغ باعث می شود که عملکرد مدار RF کاهش یابد. برای تقویت کننده های کم سرو صدا، شکل سرو صدا افزایش می یابد و بهره قدرت سیگنال کوچک S21 بعد از HCI کاهش می یابد. برای نوسانگرها سرو صدای فاز افزایش می یابد و محدوده تنظیم بعد از بار الکترون گرم کاهش می یابد. توان خروجی و بازده توان اضافه شده ی طبقه AB تقویت کننده ی توان به طور قابل توجهی بعد از اثر الکترون داغ کاهش می یابد. در نشریات بالا در [7-5]، اگرچه تنزل مدار RF تحت فشار DC مورد بررسی قرار گرفته بود. برای عملیات مدار کاربردی، VCOها و تقویت کننده های توان تحت تحریک RF سیگنال بزرگ عمل می کنند. این به ما انگیزه می دهد که قابلیت اطمینان دیفرانسیل VCO که فشار RF سیگنال بزرگ توسط آزمایش بررسی شود.
در این مقاله دیفرانسیل Clapp-VCO تحت فشار RF تحقیق شده است. بخش 2، طراحی Clapp-VCO در محدوده گیگا هرتز را با مثال توضیح می دهد. بخش 3، درد فیزیکی یونیزاسیون شدید حامل داغ با استفاده از شبیه سازی Mixed-Mode را بررسی می کند. وسیله Mixed-Mode و شبیه سازی مدار واکنش فیزیکی وسیله تحت شرط مدار واقعی RF را فراهم می کند. بخش 4، داده های تجربی پارامترهای VCO از قبیل سرو صدای فاز و فرکانس نوسان تنظیم شده قبل و بعد از فشار RF را ارائه می کند. سرانجام نتیجه گیری در بخش 5 داده شده است.
فرمت : pdf و Word
تعداد صفحات: 14
برای خرید با 10 درصد تخفیف اینجا کلیک کنید
قابلیت اطمینان - ارزیابی تجربی پایایی الکترون داغ در دیفرانسیل clapp-VCO
