- عنوان مجله: Reliability of CMOS Analog ICs
- نویسنده: Hakan Kuntman • Deniz Özenli
- حوزه: تراشه
- سال انتشار: 2025
- تعداد صفحه: 104
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 6.69 مگابایت
استفاده از رویکرد آماری برای طراحی قابل اعتماد و بهینه سیستمها، از جمله سیستمهای الکترونیکی، بسیار رایج شده است. آزمایشها/شبیهسازیهای طراحیشده آماری به طور گسترده برای تخمین یا نشان دادن قابلیت اطمینان موجود با شناسایی پارامترهای مهم (عوامل) مؤثر بر قابلیت اطمینان از بین بسیاری از پارامترهای بالقوه مهم، مورد استفاده قرار گرفتهاند. این رویکرد آماری، عملکرد و ایمنی سیستمهای الکترونیکی حیاتی مورد استفاده در کاربردهای فضایی، هستهای، خودروسازی، صنایع دفاعی، زیردریایی و هوافضا را تضمین میکند، که تنها چند نمونه از آنها هستند. در اکثر مطالعات قابلیت اطمینان در مورد مدلسازی اثر حامل داغ موجود در مقالات، مدلهایی مبتنی بر خواص فیزیکی پیشنهاد شدهاند. با این حال، به نظر میرسد مشکلات در تهیه مدلهای فیزیکی، از دست دادن واقعیت در پیشرفتهای فناوری و زمانهای شبیهسازی بیش از حد طولانی، از معایب این مدلها هستند. برای غلبه بر این معایب مدلهای فیزیکی، روشهای آماری مبتنی بر نتایج مشاهده، مستقل از فناوری، و با زمان شبیهسازی کوتاه و دقت بالا در کار ما معرفی شدهاند. اگرچه پردازش سیگنال دیجیتال به طور فزایندهای قدرتمندتر میشود و بسیاری از انواع پردازش سیگنال به دلیل پیشرفت در فناوری IC به حوزه دیجیتال منتقل شدهاند، مدارهای آنالوگ اساساً در بسیاری از سیستمهای پیچیده و با کارایی بالا ضروری هستند. این امر به این دلیل است که سیگنالهای طبیعی آنالوگ هستند. به عبارت دیگر، مدارهای آنالوگ به عنوان پلی بین دنیای واقعی و سیستمهای دیجیتال عمل میکنند. در پردازش سیگنال آنالوگ، توپولوژیهای مداری بسیاری از جمله فیلترهای فعال، نوسانسازها، شبیهسازهای ایمیتانس و غیره در مقالات علمی پیشنهاد شدهاند. حوزه کاربرد پردازش سیگنال آنالوگ گسترده است و از فرکانسهای بسیار پایین در سطوح مختلف هرتز تا کاربردهای RF که در سطح گیگاهرتز عمل میکنند، متغیر است، یعنی از سیگنالهای زیستپزشکی و سونار گرفته تا رادیو شناختی و ارتباطات رمزگذاری شده. امروزه، فناوریهای مدرن CMOS به طور مداوم در حال کوچک شدن هستند. اما در نتیجه این امر، طراحان آنالوگ در طراحیهای خود با مشکلات جدی در قابلیت اطمینان ناشی از اثرات فیزیکی مواجه هستند. این کتاب مروری بر کارهای انجام شده و منتشر شده قبلی ما در ادبیات آزاد در مورد مدلسازی مبتنی بر روش آماری مطالعات تجربی در مورد تخریب جریان درین و ولتاژ آستانه ترانزیستورهای NMOS و PMOS، از جمله MOSFET های قدرت، ارائه میدهد. همه این کارها توسط گروه تحقیقاتی ما در قالب پایاننامههای دکترا و کارشناسی ارشد در دانشگاه استانبول و دانشگاه فنی استانبول انجام شده است. توجه داشته باشید که این مدلها بر اساس مشاهدات حاصل از عملکرد دستگاه تحت شرایط ولتاژ فشاری هستند. ما معتقدیم که این کتاب برای طراحان مدار آنالوگ که در حوزه مرتبط کار میکنند مفید خواهد بود و جایگزینی ساده و مفید برای روشهای فیزیکی موجود در مقالات ارائه میدهد.
The use of statistical approach for reliable and optimal design of systems, including electronic systems, has become quite popular. Statistically designed experiments/simulations have been used extensively for estimating or demonstrating existing reliability by identifying the important parameters (factors) affecting reliability out of many potentially important ones. This statistical approach ensures the performance and safety of critical electronic systems employed in space, nuclear, automotive, defence industry, submarine, and aerospace applications, to name a few. In most reliability studies on modeling the hot-carrier effect available in the literature, models based on physical properties have been proposed; however, difficulties in preparation of physical models, losing the actuality within the advances in the technology, and excessively long simulation times seem to be disadvantages of these models. To overcome these disadvantages of physical models, statistical methods based on the observation results, independent of the technology, and exhibiting a short simulation time and high accuracy have been introduced in our work. Although digital signal processing is becoming increasingly more powerful and many types of signal processing have indeed moved to digital domain due to the advances in IC technology, analog circuits are fundamentally necessary in many complex and high performance systems. This is caused by the fact that naturally occurring signals are analog. In other words, analog circuits act as a bridge between the real world and digital systems. In analog signal processing, many circuit topologies including active filters, oscillators, immittance simulators, etc. have been proposed in the literature. Application area of analog signal processing is wide and ranges from very low frequencies at several Hz levels to RF applications operating at GHz level, which means from biomedical and sonar signals to cognitive radio and encrypted communications. Today, modern CMOS technologies are continuously scaling down; but as a result of this, analog designers have serious reliability problems in their designs caused by physical effects. This book gives a review of our previously performed and published works in the open literature on statistical method-based modeling of the experimental studies on degradation in the drain current and threshold voltage of the NMOS and PMOS transistors, including power MOSFETs. All these works were performed by our research group in the frame of Ph.D. and M.Sc. thesis works in Istanbul University and Istanbul Technical University. Note that these models are based on the observa¬tions by operating the device under stress voltage conditions. We believe that this book will be useful for analog circuit designers working in the related area and provides a simple and useful alternative to physical methods available in the literature.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:
Download: Reliability of CMOS Analog ICs
نظرات کاربران