바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부서 이사 Kanamaru Masatake] 공동 연구 그룹 Green Nanoelectronics Center [Collaborative Research Group 이사 Yokoyama Naoki] 연구원 Fukuda Koichi는바카라 게임 필드 효과 트랜지스터 (바카라 게임 FET)회로 작동 예측회로 시뮬레이션요소 작동 모델
이 장치 작동 모델은 바카라 게임 FET 내부에 있습니다전극 분포바카라 게임 전류를 추정하여 시뮬레이션됩니다 이 모델은Verilog-A언어로 쓸 수 있으므로 기존 메인 회로 시뮬레이터에 통합 할 수 있습니다 그것은 초 전력 소비 회로를 실현하는 것을 목표로하는 바카라 게임 피트의 회로 설계에 기여할 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 세부 사항은 2012 년 9 월 25 일부터 27 일까지 교토 시티에서 개최 될 2012 International Solid-State and Materials Conference (SSDM 2012)에서 발표 될 예정입니다
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저전압 작동 바카라 게임 피트를 사용한 대규모 통합 회로 설계 (LSI) 설계로의 흐름
개발 된 장치의 특성은이 장치 작동 모델을 사용하여 표현 될 수 있으며 회로 설계를 수행 할 수 있습니다 |
최근에는 휴대용 정보 장치의 확산과 IT 장치의 기능 증가로 인해 전력 소비가 증가 할 것이라는 우려가 있었으며 전자 정보 장치의 전력 소비를 줄이기위한 사회적 요구가 증가하고 있습니다 그러나 금속 산화물-세미 컨덕터로 구성된 기존의 필드 효과 트랜지스터 (MOSFETS)를 사용한 전력 소비 감소는 그 한계에 접근하고 있으며 저탄소 사회를 실현하기 위해서는 과거의 장벽을 깨뜨리는 획기적인 전력 소비 LSI가 필요합니다
최근 LSI에 대한 초 저전력 소비를 달성하기 위해, 저전압에서 켜고 끄질 수있는 바카라 게임 피트는 기존 MOSFET에 대한 대안으로 주목을 끌고 있으며,이를 사용하는 LSI 회로가 전력 소비에서 감소 될 것이라는 희망이 있습니다 시뮬레이션은 회로가 성능을 충족하도록 설계되었는지 여부를 확인하기 위해 LSI 회로를 설계하는 데 필수적입니다바카라 게임 효과를 사용하여 전류-전압 특성을 예측하기가 어려웠으며 회로 시뮬레이션에 필요한 장치 작동 모델이 없었습니다
AIST Nanoelectronics Research Division Collaborative Research Body Green Nanoelectronics Center (GNC)는 2010 년 4 월에 설립되었으며, 회원은 5 개의 회사 (Fujitsu Corporation, Toshiba Corporation, Hitachi Corporation, Renesas Electronics Corporation 및 Ulvac Corporation)의 AIST 연구원 및 두 번째 연구원입니다 2011 회계 연도 이후 GNC는 기존 LSI의 전력 소비를 10 분의 1에서 100 분의 1로 줄이기 위해 바카라 게임 피트를 개발해 왔습니다 또한, 우리는 LSI의 회로 시뮬레이션에 필요한 바카라 게임 피트의 장치 작동 모델을 개발하기 위해 노력하고 있습니다
이 연구 및 개발은 과학 협의회에서 제도적으로 설계된 과학 고급 연구 개발 지원 프로그램 (1)의 일본 사회의 보조금으로 수행되었습니다
바카라 게임 피트는 기존 LSI에서 사용 된 MOSFET과 다릅니다게이트이것은 전압으로 인한 바카라 게임 현상을 유발하여 켜고 끄는 트랜지스터입니다 그림 1은 바카라 게임 FET의 개념적 다이어그램을 보여줍니다 게이트 전압을 채널로 제어가치 대역ya전도성 대역의 에너지 수준을 변경합니다 갑자기 이것은소스가치 대역 및채널| 전도 대역의 에너지 레벨이 다가 오면 소스와 채널 사이에서바카라 게임 현상발생하면 전류가 트랜지스터를 통한 흐릅니다 이 원리에 기초한 바카라 게임 FET에서, 전류는 기존 MOSFET보다 낮은 전압으로 켜지고 꺼져 가파른 전환을 허용합니다 그림과 같이 2, 스위칭이 가파르면 기존 MOSFET보다 낮은 전압에서 작동 할 수 있습니다 결과적으로, 바카라 게임 FET를 사용하는 LSI 회로는 MOSFET을 사용하여 기존 LSI 회로보다 낮은 전압에서 작동 할 수 있습니다
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그림 1 바카라 게임 FET의 구조 및 운영 원리
그레이가 상태를 나타냅니다 |
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| 그림 2 : 바카라 게임 피트의 갑작스러운 스위칭 특성 |
이번에 개발 된 바카라 게임 FET의 장치 작동 모델은 바카라 게임 FET에 의해 생성 된 바카라 게임 전류의 원천입니다배수, 게이트의 각 단자 전압에서 예측할 수 있습니다 이 모델은 먼저 바카라 게임 FET 요소 내부에서 바카라 게임 전류가 발생하는 위치에서 전기장 분포를 예측합니다 전기장 분배에서바카라 게임 거리이후 결정된다 생성 된 바카라 게임의 양은 추정 될 수있다 이 모델을 사용하면 개별 요소의 전기적 특성을 예측할 수 있으므로이 모델을 사용하는 회로 시뮬레이터는 고속으로 연결된 많은 요소가있는 회로의 성능을 예측할 수 있습니다 이를 통해 바카라 게임 FET를 사용하여 LSI의 회로를 설계 할 수 있습니다 또한이 모델은입니다Verilog-A언어로 작성할 수 있으므로 다양한 회로 시뮬레이터에서 시뮬레이션 할 수 있습니다
많은 요소가 회로 시뮬레이션에서 동시에 처리 되므로이 모델은 즉시 계산할 수있는 분석 공식으로 표현됩니다 이 모델의 유효성은 장치 구조가 소규모 영역 세트 및 해결 방정식으로 나뉘어지는 수치 분석 방법 (유한 요소 방법)과 같은 수치 시뮬레이션과 비교하여 검증되었습니다 그림 3에서 개발 된 장치 작동 모델을 사용하여 예측정전기 전위배포 및번호 시뮬레이션를 사용한 계산 결과 비교 각 단자 전압에 표시됩니다 바카라 게임 FET의 단면 구조를 위해게이트 유전체 필름에 따라 분포를 보여줍니다 이 모델에 의해 예측 된 정전기 전위 분포는 수치 시뮬레이션과 비교할 때 잘 일치하며, 이는 하나의 요소에서 10 분에서 1 시간의 계산 시간이 필요하며 바카라 게임 거리를 얻고 고속으로 정확한 바카라 게임 전류 양을 얻는 데 사용될 수 있습니다
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그림 3 장치 작동 모델의 정전기 전위 분포 예측 및 수치 시뮬레이션 결과 비교
각 게이트 전압 (VGS) |
그림 4는 실제 측정 값과 함께 이번에 개발 된 장치 작동 모델을 사용하여 얻은 바카라 게임 FET의 전류-전압 특성의 비교를 보여줍니다 여기서, 우리는 게이트 전압이 음수이고 상태가 켜진 바카라 게임 페트를 비교했습니다 이 모델은 바카라 게임 FET의 작동 특성이 정확하게 시뮬레이션 될 수 있음을 보여줍니다 이 모델을 회로 시뮬레이터에 통합함으로써 바카라 게임 피트를 사용하여 LSI 회로를 시뮬레이션 할 수 있으며 LSI 회로 설계 및 더 낮은 전력 소비에 기여할 것으로 예상됩니다
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그림 4 바카라 게임 피트의 전류 전압 특성의 시뮬레이션 결과 및 실제 측정 값 비교 참고) GATE 전압의 차이는 0V 정도의 게이트 전압의 차이는 실제 측정에서 볼 수있는 게이트 유전 전기 필름을 통한 누설 전류로 인한 것이며 바카라 게임 FET의 원래 특성은 아니지만 장치 설계에 의해 억제 될 수 있으므로이 계산은 무시되었습니다 |
이번에 개발 된 장치 작동 모델로서 연구원들에게 저전력 회로를 제공함으로써 바카라 게임 피트를 사용하여 저전력 LSI 회로의 실현을 가속화 할 것입니다