Выходной буфер 1,8 В на основе 180 нм КМОП технологии для устройств 3,3 В

Автор(и)

  • Б. Махендранат журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія
  • А. Сринивасулу JECRC университет, Індія https://orcid.org/0000-0001-6254-7990

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017110061

Ключові слова:

буфер, конвертер уровня, размах напряжения, задержка распространения, падение напряжения, интерфейс PCI-X

Анотація

В работе представлен выходной буфер на базе низковольтных устройств (+1,8 В) для работы с сигналами высокого напряжения +3,3 В интерфейса PCI-X (peripheral component interconnect extended), реализованный с помощью КМОП-технологического процесса 180 нм. Поскольку PCI-X является интерфейсом +3,3 В, нагрузка на оксидный затвор создает проблемы при разработке входных-выходных цепей для устройств 180 нм КМОП-процесса. Производительность предложенного выходного буфера оценивалась с применением программы Cadence и параметров модели 180 нм КМОП-процесса. Экспериментальные результаты подтверждают, что предложенный буфер эффективно работает с интерфейсом +3,3 В на частоте 100 МГц без существенного перенапряжения на оксидном затворе. В данной работе также представлен новый преобразователь уровня, реализованный на устройствах +1,8 В, который может преобразовывать размах напряжения 0/1 В в размах напряжения 0/3,3 В. Результаты компьютерного моделирования подтверждают, что предложенный преобразователь работает с достаточной точностью без какого-либо перепада напряжения. Предложенная топология имеет низкую чувствительность, что позволяет ее реализовать на СБИС. Предложенные схемы возможно реализовать с помощью низковольтных устройств без потери производительности.

Посилання

Lin, Yingyan; Zou, Xuecheng; Zheng, Zhaoxiao; Huo, Wenjie; Chen, Xiaofei; Kang, Wenjing. High-speed, low switching noise and load adaptive output buffer. Proc. of IEEE Int. Symp. on Integrated Circuits, ISIC, 14-16 Dec, 2009, Singapore. IEEE, 2009, p.280-282. URI: http://ieeexplore.ieee.org/document/5403888/.

Scott, R. S.; Dumin, N. A.; Hughes, T. W.; Dumin, D. J.; Moore, B. T. Properties of high-voltage stress generated traps in thin silicon oxide. IEEE Trans. Electron Devices, v.43, n.7, p.1133-1143, 1996. DOI: https://doi.org/10.1109/16.502425.

Mahendranath, B.; Srinivasulu, A. Analysis of two new voltage level converters with various load conditions. Int. J. Advances Telecommunications, Electrotechnics, Signals and Systems, v.2, n.3, p.92-98, 2013. URI: http://www.ijates.org/index.php/ijates/article/view/45.

Srinivasulu, A.; Rajesh, M. ULPD and CPTL pull-up stages for differential cascode voltage switch logic. J. Engineering, v.2013, Article ID 595296, 5 pages, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2013/595296.

Sundari, A. B. T.; Srinivasulu, Avireni. High speed level converters with short circuit current reduction. Int. J. Advances in Telecommunications, Electrotechnics, Signals and Systems, v.3, n.2, p.44-52, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.11601/ijates.v3i2.92.

Mahendranath, B.; Srinivasulu, Avireni. Performance analysis of a new CMOS output buffer. Proc. of IEEE Int. Conf. on Circuits, Power and Computing Technologies, 20-21 Mar. 2013, Nagercoil, India. IEEE, 2013, p.752-755. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCPCT.2013.6529041.

Pelgrom, M. J. M.; Dijkmans, E. C. A 3/5 V compatible I/O buffer. IEEE J. Solid-State Circuits, v.30, n.7, p.823-825, 1995. DOI: https://doi.org/10.1109/4.391124.

Ker, M.-D.; Tsai, C.-S. Design of 2.5V/5V mixed-voltage CMOS I/O buffer with only thin oxide device and dynamic N-well bias circuit. Proc. of IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems, 25-28 May 2003, Bangkok, Thailand. IEEE, 2003, v.4, p.97-100. DOI: https://doi.org/10.1109/ISCAS.2003.1206197.

Clark, L. T. A high-voltage output buffer fabricated on a 2V CMOS technology. Proc. of Symp. on VLSI Circuits, 17-19 Jun 1999, Kyoto, Japan. IEEE, 1999, p.61-62. DOI: https://doi.org/10.1109/VLSIC.1999.797236.

Chen, Shih-Lun; Ker, Ming-Dou. An output buffer for 3.3-V applications in a 0.13-µm 1/2.5-V CMOS process. IEEE Trans. Circuits and Systems II: Express Briefs, v.54, n.1, p.14-18, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/TCSII.2006.883202.

Yu, Chien-Cheng; Wang, Wei-Ping; Liu, Bin-Da. A new level converter for low-power applications. Proc. of IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems, 6-9 May 2001, Sydney, Australia. IEEE, 2001, v.1, p.113-116. DOI: https://doi.org/10.1109/ISCAS.2001.921801.

Otsuka, N.; Horowitz, M. A. Circuit techniques for 1.5-V power supply flash memory. IEEE J. Solid-State Circuits, v.32, n.8, p.1217-1230, 1997. DOI: https://doi.org/10.1109/4.604078.

Kanno, Y.; Mizuno, H.; Tanaka, K.; Watanabe, T. Level converters with high immunity to power-supply bouncing for high-speed sub-1-V LSIs. Proc. of Symp. on VLSI Circuits, 15-17 Jul. 2000, Honolulu, HI, USA. IEEE, 2000, p.202-203. DOI: https://doi.org/10.1109/VLSIC.2000.852890.

Wang, W.-T.; Ker, M.-D.; Chiang, M.-C.; Chen, C.-H. Level shifters for high-speed 1 V to 3.3 V interfaces in a 0.13 µm Cu-interconnection/low-k CMOS technology. Proc. of IEEE Int. Symp. on VLSI Technology, Systems and Applications, 18-20 Apr. 2001, Hsinchu, Taiwan. IEEE, 2001, p.307-310. DOI: https://doi.org/10.1109/VTSA.2001.934546.

Ping-Yuan, Ch.; Chien-Cheng, Yu. A voltage level converter circuit design with low power consumption. Proc. of 6th IEEE Int. Conf. on ASIC, 24-27 Oct. 2005, Shanghai, China. IEEE, 2005, p.358-359. DOI: https://doi.org/10.1109/ICASIC.2005.1611324.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-11-30

Як цитувати

Махендранат, Б., & Сринивасулу, А. (2017). Выходной буфер 1,8 В на основе 180 нм КМОП технологии для устройств 3,3 В. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(11), 663–672. https://doi.org/10.20535/S0021347017110061

Номер

Том 60 № 11 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.