在成像传感器中,有两种不同的噪声类别:与信号相关的噪声,这是撞击光子的函数,独立于传感器和与传感器相关的噪声。传感器噪声可以进一步分为固定的图案噪声,信号射击噪声和读取噪声。其中一些形式的噪声是时间噪声,各个时刻变化,而其他则是空间噪声,持续时间持续,但从像素到像素。可以通过传统的数据降低技术有效地减轻空间噪声,而诸如电子噪声之类的时间噪声很难有效减少。此外,CMOS传感器容易发生一种破坏性的时间噪声,称为随机电报信号噪声,也称为盐和胡椒噪声,这非常难以减轻,并且随着时间的推移而暴露于质子辐射,并且随着时间的流逝而大大增加。其他形式的噪声通常在开始时对传感器噪声概况的贡献很小的噪声也有望随着暴露而增加。本备忘录以简要讨论CMOS结构和体系结构,其中提出了负责生成噪声的主动像素CMOS传感器的特征和结构。下一节介绍了噪声的数学表示形式的简要概述。以下部分列出了CMOS噪声的分类8,并讨论了各种类型的噪声和创建它们的机制。下一节讨论了不同噪声源的综合效果。结论总结了仪器团队的主要兴趣点。以下部分Breifly介绍了辐射对噪声的影响,最后一部分涉及降低降噪技术。
CMOS全加器。建议的全加器总共使用八个晶体管,功耗为4.604 μW,总面积为144 μm 2 。1-trit三元全加器(TFA)由Aloke等人[2]提出,作为波流水线三元数字系统构建的一个组件。在本文中,针对建议的三元全加器电路“SUM”实现了K-map。完整的TFA是在Tanner EDA V.16增强型标准工艺中设计和优化的,该工艺基于TSMC 65nm CMOS技术的BSIM4模型,温度为27°C,施加电压线为1.0Volt。0 Volt、0.5Volt和1.0Volt的值用于表示三元值“00”、“01”和“02”。 Sharmila Devi 和 Bhanumathi [3] 描述了如何使用单向逻辑门线来创建典型的 MCML 全加器,以接收 6 个输入信号来执行可逆门。使用 Tanner EDA 软件来设计和模拟此布置。在分析模拟数据后,建议的结果是 24,与 TSG 导向全加器、费米门导向全加器和费曼门导向全加器相比,系统地减少了 60%、66.66% 和 63.63%。
为什么论文很重要?在发布时,数字CMOS电路的开关速度和硅面积是用于电路优化的主要设计。本文对设计技术提出了显着意识,这些技术也允许执行给定计算所需的功率和能量的最小化。确定,为了最大程度地减少功率耗散,需要在从系统级别开始,从架构和电路开始到基础制造技术的各个级别的设计过程攻击问题。能量优化的设计现已成为CMOS设计中的主要考虑之一,并且电池操作的设备的重要性不断增加,并且在高性能系统中的降温局限性。
摘要 — 统计技术经常用于预测电子系统的性能。工艺变化考虑了制造时材料参数的不确定性,会对模拟集成电路的产量产生不利影响。对由于制造参数变化而导致的模拟电路关键输出参数变化进行统计分析,以预测产量,是模拟芯片制造中必不可少的步骤。在这项工作中,我们使用严格的统计方法来检查典型模拟电路的性能。我们设计了一个 65 nm 技术的两级 CMOS 差分放大器配置,使用 ACM 模型参数来检查工艺变化下的产量。我们采用三种不同的蒙特卡罗模型(均匀、高斯、最坏情况)来检查设计的 CMOS 差分放大器关键性能参数的统计变化。据报道,在典型工艺参数变化 10% 的情况下,关键差分放大器参数、最大增益、增益裕度和相位裕度都会发生变化。在最坏情况分布的情况下,变化最大,而在高斯分布的情况下,变化最小。结果表明,工艺变异对设计的CMOS差分放大器的成品率有显著影响。在高斯分布的情况下,增益裕度(dB)、相位裕度(度)和最大增益(dB)的标准差分别为11、25和24。
大多数无线局域网标准(如 IEEE 802.11 a/b/g [1–3])都不符合低成本设计目标,因为这些标准对误码率 (BER)、范围和数据速率都有很高的要求。为了满足低成本要求,需要制定一个性能约束较低的标准,以满足工业和商业、家庭自动化、个人电脑 (PC) 外围设备、消费电子产品、个人保健以及玩具和游戏等成本敏感型应用的需求。为此,IEEE 最近批准了 802.15.4 标准,可在 868/915 MHz 和 2.4 GHz 下运行 [4]。本文介绍了 868/915 MHz ZigBee 收发器的自上而下系统设计和仿真,并推导出一组符合 IEEE 802.15.4 物理 (PHY) 层标准要求的系统级无线电规范。系统级无线电规范包括系统噪声系数、灵敏度、本振相位噪声、信道整形和选择滤波器的阶数、互调特性、模数转换器和数模转换器 (ADC/DAC) 的位分辨率、信道抑制性能和频谱整形。本文还讨论了采用 0.18 µ m 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术实现单芯片低功耗低成本 ZigBee 收发器的电路拓扑。
在保证速度性能和低功耗要求的超短通道 CMOS 节点中,TDDB 仍然是一个关键的可靠性问题。在交流射频信号操作期间,“关断状态”与“导通状态”模式依次发生,从低频(kHz)到极高频范围(GHz)[1-2]。即使“关断状态”应力通常以比“导通状态”应力更小的速率降低器件性能,但它可能成为器件在射频域和毫米波应用中运行的限制因素,在毫米波应用中,电源电压 V DD 通常是逻辑应用中使用的电源电压的两倍。不仅器件参数漂移可能变得显著,而且还可能触发栅极-漏极区域的硬击穿(BD)。因此,准确评估关断状态 TDDB 的可靠性并深入了解器件级的磨损机制至关重要,因为可以在 28nm FDSOI CMOS 节点的漏极(图 1a、c)和栅极(图 1b、d)电流上观察到击穿事件。由于空穴和电子的碰撞电离 (II) 阈值能量和能垒高度不同,因此导通或关断状态下热载流子 (HC) 的产生及其 V GS / V DS 依赖性在 N 沟道和 P 沟道中明显不同[3] 。通过低栅极电压下的 HC 敏感性对 P 沟道和 N 沟道进行了比较[4],重点关注注入载流子效率,一方面主要考虑导通状态下的热载流子退化 (HCD) 下的 P 沟道侧,另一方面考虑关断状态下的 N 沟道侧,因为热空穴注入引起的损伤和 BD 敏感性更大。这意味着高能 HC 可能在关断模式下在栅极-漏极区域触发 BD 事件[5-6],与热空穴效率有关[7] 。
并提取了器件参数,以评估和比较 CMOS(互补金属氧化物半导体)测试结构,包括在体硅和 SOI(绝缘体上硅),特别是 SIMOX(通过注入氧气进行分离)晶圆上制造的器件和电路。测试库包括 CMOS-on-SOI 和
参考年份 电源 (V) 功耗 (µW) –3 dB 带宽 (MHz) 非线性 (%) THD (%) 技术 (μm) [1] 2013 1.2 75 59.7 0.9 N/A 0.18 [8] 2020 1.8 61.9 736 0.93 0.98 (20 µA, 1 MHz) 0.18 [11] 2009 3.3 340 41.8 1.1 0.97 (20 µA, 1 MHz) 0.35 [15] 2009 3.3 240 44.9 1.15 0.76 (20 µA, 1 MHz) 0.35 [23] 2016 2.8 0.521 137 1.12 1.45 (20 µA, 1 MHz) 0.35 [24] 2019 0.8 92 623 0.69 0.97(20 µA,1 MHz) 0.18 [25] 2017 1 0.508 33.52 2.9 2.05(0.1 µA,100 kHz) 0.18 [26] 2018 0.8 770 34.1 2 0.67(50 nA,0.1 MHz) 0.18 [27] 2021 ± 1 700 260 N/A 0.49(±150 µA,1 MHz) 0.5 [28] 2014 1.5 700 230 1.8 N/A 0.18 [29] 2012 ± 0.75 2.3 2.8 0.3 0.7 (20 nA, 1 kHz) 0.35 [30] 2017 1.8 144 62 1.5 1 (10 µA, 10 kHz) 0.18 [31] 2005 2 5.5 0.2 5 0.9 (150 nA, 0.2 MHz) 0.35 [32] 2000 5 N/AN/AN/A 2(50 µA, 10 kHz) 2.4 [33] 2001 3.3 600 3 N/A 1.5 (20 µA, 10 kHz) 2.4 [34] 2014 1 90 N/AN/AN/A 0.18 本研究 ----- 0.75 105 850 0.85 0.42(20微安,1兆赫) 0.18
与目前的平面传感器相比,曲面成像传感器可显著减小成像系统的尺寸、重量和成本,同时减轻离轴光学像差。在过去二十年中,解锁这些关键功能引起了主要参与者的兴趣。SILINA 一直在开发一种可适应各种传感器特性的 CMOS 图像传感器弯曲工艺。该工艺使图像传感器能够变形为各种形状,从而最大限度地提高每个成像系统的性能。事实上,曲面 CMOS 图像传感器 (CIS) 有助于制造紧凑型光学仪器,尤其是成像仪、望远镜和光谱仪。简化光学系统可以将光机约束从设计阶段释放到集成阶段。如今,自由曲面光学元件参与了满足紧凑、快速、广角和高分辨率系统共同需求的解决方案的开发。然而,自由曲面在制造和计量方面仍然极其昂贵。此外,场曲像差仍然难以校正,而曲面 CIS 则为此提供了合适的解决方案。2021 年初,SILINA 展示了球面和非球面 CIS 的制造,为光学系统设计开辟了新领域。光学设计师现在可以考虑各种传感器形状,通过考虑球面、非球面或更复杂的焦面来优化他们的系统。
硅自旋量子比特是用于大规模量子计算机最有希望的候选者之一,8 这得益于它们出色的相干性以及与CMOS技术的兼容性,可用于升级。先进的工业CMOS工艺流程可实现晶圆级均匀性和高器件成品率,但由于设计和操作条件不同,现成的晶体管工艺无法直接转移到量子比特结构上。因此,为了利用微电子行业的专业知识,我们定制了一条300毫米晶圆生产线,用于硅MOS量子比特集成。通过对MOS栅极堆栈进行精心优化和工程设计,我们报告了在毫开尔文温度下Si/SiOx接口上稳定均匀的量子点操作。我们提取了不同器件和各种操作条件下的电荷噪声,结果显示1 Hz时平均噪声水平低至0.61 μeV/√Hz,在某些器件和操作条件下甚至低于0.1 μeV/√Hz。通过对不同操作和设备参数下的电荷噪声进行统计分析,我们表明噪声源确实可以用两级涨落子模型很好地描述。这种可重现的低噪声水平,加上我们量子点的均匀操作,标志着 CMOS 制造的 MOS 自旋量子比特已成为成熟且高度可扩展的高保真量子比特平台。