0.18μm CMOS 环形振荡器在液氦温度下的特性表征
应用物理
2019-05-24 v1
摘要
本文提出了基于中芯国际（SMIC）0.18μm CMOS 工艺、在液氦温度（LHT）下工作的低功耗、低相位噪声环形振荡器（ROs）。首先，给出了 LHT 下 CMOS 的特性表征与建模。对温度相关器件参数进行了修正，该模型随后与测量结果吻合良好。随后通过应用正向体偏置（FBB）进行能效优化设计环形振荡器。提出 FBB 以补偿阈值电压（VTH）漂移，从而在 4.2K 下保持载流子迁移率增强带来的益处。分析了在有/无 FBB 情况下、298 K 和 4.2 K 时的每级延迟（τp）、静态电流（ISTAT）、动态电流（IDYN）、功耗（P）和相位噪声（L(foff)）。所设计 RO 在 4.2 K、电源电压（VDD）降至 0.9V 时，可实现速度（τp=179ps）、静态电流（23.55nA/级）、功耗（2.13μW）和相位噪声（-177.57dBc/Hz@1MHz）方面的性能。
引用
@article{arxiv.1905.09444,
title = {Characterization of 0.18{\mu}m CMOS Ring Oscillator at Liquid Helium Temperature},
author = {Chao Luo and Tengteng Lu and Zhen Li and Jie He and Guoping Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.09444},
year = {2019}
}
备注
conference,4 pages, 4 figures,4 tables