An Accuracy Improvement Technique For On-Chip Current Sources - Sahakyan, V. A. («Պոլիտեխնիկ» տպ.)
A new design technique for accuracy improvement of on-chip reference current sources is proposed. A mathematical model has been developed describing the operation of the proposed technique. Based on the obtained equations, the variation of the reference current caused by the changes in operating conditions and process inaccuracies of the technological should not exceed 1…2%. The proposed technique has been implemented in the design of on-chip reference current source circuit in 14 nm FinFet technology. Spice simulations performed for the developed circuit show less than ± 5% variation of the reference current in the -40...1250C temperature range considering the process variations in ±3 sigma range. The circuit keeps that accuracy for the supply voltage drop up to 0.66 V. Առաջարկվել է ներբյուրեղային հոսանքի աղբյուրների ճշգրտության բարձրացման նոր եղանակ։ Առաջարկված եղանակի հիմքում ընկած է մշակված մաթեմատիկական մոդելը։ Ստացված հավասարումների արդյունքում հիմնավորվել է, որ աշխատանքային պայմանների փոփոխությունների և տեխնոլոգիական գործընթացի անճշտությունների հետևանքով առաջացող հոսանքի շեղումը չպետք է գերազանցի 1-2%։ Առաջարկված եղանակն իրականացվել է 14 նմ FinFet տեխնոլոգիական գործընթացով՝ ներբյուրեղային հենակային հոսանքի աղբյուրի մշակման համար։ Կատարված spice նմանակման արդյունքում, ջերմաստիճանային -40…125°C միջակայքում, տեխնոլոգիական գործընթացի ±3 սիգմա շեղումների դեպքում, մշակված սխեման ապահովել է հենակային հոսանքի ± 5%-ից պակաս շեղումներ։ Սխեման ունակ է՝ պահպանելու նշված ճշգրտությունը սնման լարման՝ ընդհուպ մինչև 0,66 Վ նվազագույն արժեքի պարագայում։ Предложен метод повышения точности внутрикристаллических источников тока. Предлагаемый метод основан на разработанной математической модели. В результате полученных уравнений установлено, что отклонение тока, вызванное изменением условий работы и неточностями технологического процесса, не должно превышать 1…2%. Предлагаемый метод был реализован с использованием 14 нм технологического процесса FinFet для разработки внутрикристаллического эталонного источника тока. В результате экспериментального моделирования в диапазоне температур -40...125°С при отклонениях технологического процесса ±3 сигма разработанная схема обеспечивала ±5% отклонений от эталонного тока. Схема способна поддерживать указанную точность при падении напряжения питания до 0,66 В.
Keywords: Microelectronics