A NEW MINIMIZATION TECHNIQUE OF THE ERROR IN SHORT-CHANNEL MOSFET CIRCUITS RESULTING FROM CARRIER MOBILITY REDUCTION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MS-THESIS_(Ibrahim_Ali_As-Sabban).pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

من المعلوم أنه كلما قل حجم الترانزيستور فإن العوامل الثانوية المؤثره في أدائه تزداد بشكل كبير وبالتالى فإن هذه العوامل تكون مهمة جدا ويجب اخذها بعين الاعتبار في تصميم الدوائر الإلكترونية. وأهم العوامل المؤثره هي تأثير طول القناة و حركة الإلكترونات في القناة.فمثلا عند زيادة الجهد بين البوابة والمصدر للترانزيستور فإن المجال المغناطيسي بين البوابة والقناة يزداد بشكل كبير الامر الذي يؤدي الى الحد من تنقل الشحنات الكهربائية أسفل البوابة وبالتالي يزداد تشتت اللإلكترونات وهذا يحد من حركتها عبر القناة وهذ مايعرف بإسم (Carrier Mobility Reduction). هذا البحث يقدم طريقة جديده لتقليل الخطأ الناجم عن تأثير حركة الإلكترونات عبر القناة في الدوائر الكهربائية والتى تستخدم ترانزستور قصير القتاة من نوع MOSFET. هذه الطريقة تم تطبيقها على دوائر تماثليه والتي شملت كل من دائرة الجذر التربيعي ودائرة التربيع ودائرة الضرب. تم تنفيذ جميع هذه الدوائر بأستخدام طريقة الحلقة أو مايعرف بإسم (Translinear Loop). تم محاكاة هذه الدوائر بإستخدام أحد البرامج المعتمدة من الصناعة Tanner T-Spice والذي أستخدم فيه نقنية ال CMOS 0.18µm.

English Abstract

As the transistor is scaled down, second order effects should be included in the analysis. Consequently, the square law drain current equation is not valid anymore and hence a way to compensate for the errors due to these effects should be considered. The main effects that can be compensated for are the channel length modulation, body effect and the carrier mobility reduction. For example, at large gate-source voltage, the high electric field developed between the gate and the channel confines the charge carrier to a narrower region below the oxide-silicon interface, leading to more carrier scattering and hence lower mobility. In this work, a new minimization technique to cancel the error in short-channel MOSFET circuits resulting from carrier mobility reduction is proposed. The proposed technique is used in redesigning some analog computational circuits like square-rooting circuit, squaring circuit and multiplying circuit based on MOS translinear loop principle operating in strong inversion. The proposed circuits are simulated using T-spice in 0.18µm CMOS technology.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Al-Absi, Munir
Committee Members:	Abuelma'atti, Muhammad and Hussein, Alaa El-Din
Depositing User:	AS-SABBAN ALI (g200805600)
Date Deposited:	01 Feb 2015 11:43
Last Modified:	01 Nov 2019 15:44
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139453