Σχεδίαση/προσομοίωση μικροηλεκτρονικών διατάξεων-κυκλωμάτων με VHDL-AMS
Design/simulate microelectronic structures-circuits with VHDL-AMS
Λέξεις-κλειδιά
Αντιστροφέαs CMOS ; Ημιαγωγοί ; Μοντελοποίηση ; Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου ; Κβαντικές τελείες ; Μνήμη τυχαίας προσπέλασης ; Quantum dots ; Επίπεδο Φέρμι ; VHDL-AMS ; CMOSΠερίληψη
Η παρούσα διπλωματική αφορά την μοντελοποίηση και την προσομοίωση μικροηλεκτρονικών κυκλωμάτων και πώς δημιουργούνται τα μοντέλα αυτών των ηλεκτρονικών διατάξεων. Δίνεται μεγάλη έμφαση στα φυσικά φαινόμενα που δρουν σε
τέτοιες διατάξεις και πως αντλούνται οι εξισώσεις που χρησιμοποιούνται για την μοντελοποίησή τους. Επίσης επιχειρείται η κατασκευή ενός μοντέλου τρανζίστορ για την αξιολόγησή του, από την σύγκριση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων και των
θεωρητικών μοντέλων. Αρχικά γίνεται μια αναλυτική παρουσίαση των ιδιοτήτων των ημιαγωγών και πώς εκμεταλλευόμαστε την ιδιαιτερότητα τους για να κατασκευάσουμε χρήσιμες δομές. Παρουσιάζεται η δομή του MOSFET και τα φυσικά φαινόμενα που δρουν στο εσωτερικό του και η αρχή λειτουργίας του. Επίσης παρουσιάζεται και ένα είδος τρανζίστορ που βασίζει την λειτουργία του στις κβαντικές τελείες και αναλύεται οι λειτουργία του. Στη συνέχεια της διπλωματικής, αναφέρονται τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για μοντελοποίηση. Γίνεται μια σύντομη αναφορά στα χαρακτηριστικά της γλώσσας VHDL-AMS που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή των μοντέλων. Επίσης γίνεται αναφορά στα διάφορα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για έρευνες και αξιολόγηση των εξαρτημάτων, και παρουσιάζονται οι εξισώσεις που απαρτίζουν το μοντέλο BSIM3v3 και ποια φυσικά
φαινόμενα περιγράφουν ένα MOSFET. Στο επόμενο βήμα της διπλωματικής αφορά την κατασκευή των μοντέλων και την
προσομοίωση για τα QDGFET P-type και N-type. Παρουσιάζονται τα δύο προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν (hAMSter και Simplorer), οι κώδικες που γράφτηκαν και τα βήματα της προσομοίωσης. Τέλος παρουσιάζονται οι χαρακτηριστικές μεταφοράς για τα μοντέλα και κατασκευάζεται ένα κύτταρο μνήμης SRAM τριαδικής κατάστασης με τα μοντέλα των τρανζίστορ και επαληθεύεται η σωστή λειτουργίας της.
Περίληψη
This diploma thesis concerns the modeling and simulation of microelectronic circuits and how the models of these electronics are created. Emphasis is given on the physical phenomena acting on such structures and how the equations used to model them are derived. The construction of a transistor model is also attempted for its evaluation, by comparing the results of simulations and theoretical models. First, there is a detailed presentation of the properties of semiconductors and how we take advantage of their specificity to construct useful structures. The structure of the MOSFET and the physical phenomena acting inside it and its principle of operation are presented. A type of transistor based on quantum dots is also presented and its operation is analyzed.
Following the thesis, the tools used for modeling are mentioned. A brief reference is made to the features of the VHDL-AMS used to construct the models. Reference is also made to the various models used, and the equations that make up the BSIM3v3 model and the physical phenomena that they describe in a MOSFET are presented. In the next part of the thesis, it concerns the construction of the models and the simulation for the P-type and N-type QDGFETs. The two programs used (hAMSter and Simplorer), the codes written and the simulation steps are presented. Finally, the transfer characteristics for the models are presented and a ternary state SRAM memory cell is constructed with the transistor models and its correct operation is verified.
Αριθμός σελίδων
116Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών ΜηχανικώνΤίτλος Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών
Διαδίκτυο των Πραγμάτων και Ευφυή ΠεριβάλλονταΓλώσσα
Ελληνικά
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές