تحليل و بهبود قابليت اطمينان فليپ فلاپ هاي پالسدار با در نظر گرفتن تغييرات ساخت و سالمندي ترانزيستورها

از جمله مهم ترين اجزاي مدارهاي رقمي با كارآيي بالا فليپ فلاپهاي پالسدار هستند. عملكرد نادرست اين واحدها باعث كاهش قابليت اطمينان اين مدارهاي پركاربرد در عرصه صنعت مي گردد. همراه با پيشرفت فناوري ساخت مدارهاي مجتمع، انواع تغييرات اعم از تغييرات ناشي از فرآيند ساخت و تغييرات ناشي از سالمندي ترانزيستورها (به طور خاص ناپايداري دمايي ناشي از باياس) باعث افزايش نرخ خرابي در مدارهاي رقمي شده و در نتيجه، منجر به كاهش قابليت اطمينان اين مدارها مي گردد. در اين مقاله، با استفاده از آزمايشهاي گسترده مونت كارلو و نرم افزار شبيه ساز HSPICE، قابليت اطمينان چندين فليپفلاپ پالسدار با در نظر گرفتن اثرات تغييرات ساخت و تغييرات ناشي از سالمندي ترانزيستورها مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج شبيه سازيها نشان ميدهد كه قابليت اطمينان اين فليپ فلاپ ها براي 30% تغييرات ساخت و پس از 6 سال در بهترين حالت به 0/50 و در بدترين حالت به 0/18 خواهد رسيد. سپس، به منظور بهبود قابليت اطمينان اين فليپفلاپها، روش تخصيص ولتاژ آستانه دوگانه پيشنهاد شده است. به اين ترتيب كه پس از تحليلهاي انجام شده، با تشخيص ترانزيستورهاي حساس به تغييرات، به اين ترانزيستورها ولتاژ آستانه بالاتر تخصيص داده مي شود و به اين صورت، قابليت اطمينان آنها را در برابر اثرات انواع تغييرات افزايش ميدهيم. نتايج به دست آمده نشان ميدهند كه با اعمال اين روش، در ازاي تنها %8 سربار در توان نشتي، قابليت اطمينان اين فليپ فلاپها به طور ميانگين تا 40% بهبود داده ميشود.

No abstract