CMOS读出电路的深低温研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘文永 |
| 答辩日期 | 2008-05-27 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 丁瑞军 |
| 关键词 | Cmos读出电路 低温 Bsim3v3 Kink效应 Ldd效应 参数提取 Spice模型 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 本课题首先研究CMOS器件在深低温下的特性。与常温相比深低温CMOS器件具有如跨导增大等有利的特性和冻析效应等不利的特性，其中大多数特性都可以通过修改常温模型参数以得到低温模型，只有Kink效应和LDD串联电阻效应现有模型无法模拟，需建立SPICE宏模型来模拟。 其次设计一系列测试结构来提取低温模型参数。需要选取不同尺寸的器件阵列，为各种效应的模型提取提供全面的数据信息。把多个器件分成几组，每一组尺寸提取特定的一组参数。此外还需要两个大尺寸的PN结，用以提取源结和漏结的电容参数。对于读出电路，受深低温影响较大的是运算放大器，主要影响其直流偏置，小信号增益，带宽等。选取CTIA电路中常用的运放结构，研究其低温下各性能指标的变化。CMOS环型振荡器的振荡周期可以反映出单个反相器的延迟，可以反映出低温下数字电路的速度的改善。 流片完成后需对每个器件进行特定规则的I-V，C-V测试，选取300K、77K、35K三种测试温度。然后根据这些测试数据用参数提取工具BSIMPro进行BSIM3V3的模型参数提取和优化。首先固定与温度无关的参数，提取与温度有关的参数，然后再整体优化，最后用不参与参数提取的器件进行验证。 Kink效应和LDD串联电阻异常效应对源跟随器的线性度和两级运放的线性度及稳定性产生很大影响，本文进行了详尽的论述，并建立了仿真宏模型。 应用提取到的低温BSIM3V3模型，使用HSPICE仿真所设计的环型振荡器及CTIA单元电路各种指标，并与实际测量结果进行比较，进行误差分析。进而总结出低温下电路的设计规律。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4942]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘文永. CMOS读出电路的深低温研究[D]. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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