تحليل و مدل‌سازي آماري تغييرات تصادفي CMRR و PSRR در تقويت‌كننده هدايت انتقالي فناوري CMOS نانومتري

Statistical Analysis and Modeling of CMRR and PSRR Random Variations in a Nano-CMOS Transconductance Amplifier

با پيشرفت فناوري مدارهاي مجتمع و ورود ترانزيستورها به مقياس‌هاي نانومتري، تغييرات آماري مشخصات الكتريكي افزاره‌ها به علت ماهيت گسسته بار و ماده و تغييرات تصادفي ناشي از نوسانات پروسه ساخت به طور چشم‌گيري افزايش پيدا كرده است. اين تغييرات به نوبه خود باعث تغيير در مشخصه‌هاي خروجي بلوك‌هاي مهم آنالوگ و علي‌الخصوص تقويت‌كننده‌ها مي‌شود. در اين مقاله به كمك شبيه‌سازي مونت‌كارلو يك مدار تقويت‌كننده هدايت انتقالي و استفاده از 1000 مدل فشرده متفاوت براي ترانزيستورهاي MOSFET در فناوري 35 نانومتر، تغييرات آماري پارامترهاي مهم مدار از لحاظ نحوه توزيع آماري، بررسي و آناليز گرديده و مدل وابستگي آماري بين پارامترهاي مهم مدار نيز استخراج شده است. تحليل تغييرات آماري پارامترهاي خروجي مدار و وابستگي آنها، داراي نتايج مستقيم در كاهش هزينه و زمان طراحي مدار بوده و حايز اهميت فراواني است.

With advancement of integrated circuit technology and aggressive scaling into nanometer regime, statistical variability in device electrical characteristics caused by discreteness of charge and fabrication process variations has significantly increased. These variations in turn result in fluctuations in output characteristics of important analog building blocks and in particular, amplifiers. In this paper, with the aid of Monte-Carlo simulations for a transconductance amplifier and using 1000 different compact models of MOSFET transistors in 35nm technology node, statistical variations of important circuit parameters are investigated and analyzed based on their statistical distributions. Moreover, statistical correlations between circuit parameters are extracted. Analysis of statistical variations for circuit parameters and their correlations has a direct impact on reduction of cost and time of a design and thus, is of great amount of significance.