基于差分逻辑的金属氧化物TFT数字电路性能优化研究

发布时间：2021-04-27 21:40

　　金属氧化物薄膜晶体管（Metal Oxide Thin Film Transistor,MO TFT）因为载流子迁移率高,透明性好和工艺简单等优点,具有广泛的应用前景。使用MO TFT制备的集成电路向着更高集成度、更大规模和更复杂的趋势发展,对电路性能也提出了更多新的需求。然而,由于有源层材料的限制,MO TFT还无法实现互补的高性能P型晶体管,这将不可避免的对制备电路的功耗、速度和稳定性造成影响,难以满足高性能需求。因此,对于纯N型MO TFT电路的性能优化研究具有极为重要的意义。本文设计了一种差分逻辑单元,可解决纯N型电路中传统逻辑单元的静态功耗问题。该逻辑单元利用交叉耦合的正反馈结构消除了静态电流通路,可以有效的减小静态功耗。仿真结果显示,差分逻辑单元可以提供互补输出信号,有利于减少逻辑复杂度。在保证了输出驱动能力的同时,实现了接近为零的静态功耗。本工作主要在电路逻辑结构的层面上对MO TFT数字电路进行性能优化,从底层模块入手,用差分逻辑单元进行改进,分别实现了射频识别（RFID）标签电路和超前进位加法器电路的功耗与延时的降低。针对RFID标签电路的功耗问题,使用差分逻辑改进标... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属氧化物TFT简介
    1.3 金属氧化物TFT的应用现状
    1.4 金属氧化物TFT电路性能优化的研究意义
    1.5 论文内容安排
第二章 低功耗差分逻辑单元的设计
    2.1 引言
    2.2 金属氧化物TFT的器件结构与特性
    2.3 基本反相器设计
        2.3.1 现有的反相器
        2.3.2 差分逻辑反相器
        2.3.3 三种反相器对比
    2.4 差分逻辑或非门
    2.5 本章小结
第三章 RFID标签电路性能优化
    3.1 引言
    3.2 ROM读取电路
        3.2.1 基于D触发器的计数器
        3.2.2 基于伪CMOS逻辑的译码器
        3.2.3 基于差分逻辑的译码器
        3.2.4 两种读取电路的对比
    3.3 时钟产生电路
        3.3.1 基于伪CMOS逻辑的时钟产生电路
        3.3.2 基于控制上拉原理的时钟产生电路
        3.3.3 两种时钟产生电路的对比
    3.4 ROM电路
    3.5 三种数据发生器电路对比
        3.5.1 电路结构
        3.5.2 版图设计
        3.5.3 测试结果与讨论
    3.6 本章小结
第四章 超前进位加法器性能优化
    4.1 引言
    4.2 行波进位加法器
    4.3 基于伪CMOS逻辑的超前进位加法器
        4.3.1 基本原理概述
        4.3.2 仿真结果与分析
    4.4 基于差分逻辑的超前进位加法器
        4.4.1 基本原理概述
        4.4.2 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于a-IGZO TFTs的低功耗D触发器设计[J]. 姚若河,林少龙.  华南理工大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]金属氧化物薄膜晶体管及其在新型显示中的应用[J]. 曹镛,陶洪,邹建华,徐苗,兰林锋,王磊,彭俊彪.  华南理工大学学报(自然科学版). 2012(10)
[3]氧化锌基薄膜晶体管最新研究进展[J]. 林明通,余峰,张志林.  光电子技术. 2008(04)
[4]历史的结晶:1960年代美国RCA实验室矩阵寻址液晶电视发展历程[J]. Bernard J.Lechner,刘艳艳.  现代显示. 2008(07)
[5]低功耗非全摆幅互补传输管加法器[J]. 王宗静,齐家月.  微电子学与计算机. 2006(05)
[6]有源RFID的性能及其应用前景[J]. 包起帆,张文渊,徐盛,李建华.  微型电脑应用. 2006(04)

硕士论文
[1]基于非晶氧化物半导体薄膜晶体管的低功耗数字电路设计[D]. 钟礼浩.华南理工大学 2016
[2]金属氧化物TFT在数字集成电路中的应用研究[D]. 李冠明.华南理工大学 2016



本文编号：3164202