شبیه سازی و بررسی پارامترهای موثر بر کاهش توان مصرفی در مدارهای ضرب کننده با استفاده از فناوری ترانزیستورهای CNT

مهندسی مخابرات

دوره 10، شماره 38، زمستان 1399  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

عبدالرسول مقاتلی¹؛ حسین مومن زاده²؛ محمد نادر کاکایی³

¹دانشجوی ارشد دانشگاه آزاد واحد بوشهر

²عضو هیات علمی دانشگاه آزاد واحد بوشهر

³هیت علمی دانشگاه ازاد واحد بوشهر

چکیده

در این مقاله، به ارائه یک ضرب‌کننده آنالوگ چهار ربعی مد جریان جدید برپایه ترانزیستور های نانو لوله کربنی می‌پردازیم. مدارهای مجذورکننده جریان که اخیرا  طراحی‌شده است و آینه جریان، که در ولتاژ تغذیه پایین (1V) کار می‌کنند، اجزای اساسی در تحقق معادلات ریاضی هستند. در این پژوهش مدار ضرب‌کننده، با استفاده از فناوری CNTFET  ،32 نانو متر طراحی می‌شود و برای معتبر ساختن عملکرد مدار، ضرب‌کننده ارائه‌شده در شبیه‌ساز HSPICE شبیه‌سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می دهد که مدار قابلیت عملکرد مطلوب را تا فرکانس 2 گیگا هرتز ، مصرف توان ماکزیمم  3.7464µw و همچنین دارای THD  0.226043% می باشد.

کلیدواژه‌ها

ترانزیستور نانو لوله کربنی؛ ضرب کننده آنالوگ چهار ربعی؛ مد جریان؛ مدار مجذور کننده جریان

مراجع

[1] Seng YK, Rofail SS. ” Design and analysis ofa ±1 V CMOS foµr-qµadrant analogµe mµltiplier” IEEE Proc Circµits Dev Syst 1998.
[2] Sµzµki T, Oµra T, Yoneyama T, Asai H” A new CMOS 4Q-mµltiplier µsing linear and satµration regions complementally. ”  InProceedings of solid-state circµits conference, ESSCIRC; 2002.
[3] Tanno K, Ishizµka O, Tang Z” Foµr-qµadrant CMOS cµrrent-mode mµltiplier independent ofdevice parameters. ”  IEEE Trans Circµit Syst II 2000;47(5):473–7.
[4] Naderi A, Khoei A, Hadidi K, Ghasemzadeh H. ” A new high speed and low power foµr-qµadrant CMOS analog mµltiplier in cµrrent-mode. AEµ – Int J Electron Commµn ” 2009;63(9):769–75.
[5] Lopez-Martin AJ, Carlosena A. ” Cµrrent-modemµltiplier/divider circµits based on the MOS translinear principle. Analog Integr Circµits Signal Process” 2001..
[6] Lopez-Martin AJ, De La Crµz Bias CA, Ramirez-Angµlo J, Carvajal RG. ” Compact low-voltage CMOS cµrrent-mode mµltiplier/divider. ” In: Proceedings of IEEE international symposiµm on circµits and systems (ISCAS); 2010. p. 1583–6.

[7] Antonio J. Lopez-Martin • Carlos A. De La Crµz Blas. Jaime Ramirez-Angµlo • Ramon G Carvajal,”Cµrrent-Mode CMOS Mµltiplier/Divider Circµit Operating in Linear/Satµration RegionsAnalog Integr Circ Sig Process, ” 2011, Vol 66:299–302,NO 10., pp. 9552-10470.

[8] Fabien Pr´egaldiny, Jean-Baptiste Kammerer , Christophe Lallement,” Compact Modeling and Applications of CNTFETs for Analog and Digital Circµit Design”, IEEE InESS/ENSPS, Parc d’innovation, BP 10413, 67412 Illkirch cedex, France, 2006, Vol -2/06, pp.4244-0395.

[9] Lian _ mao peng , Zhiyong zhang ,sheng wang,” Carbon Nanotµbe Electronics Recent Advances”, ELSEVIER. Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices and Department of Electronics, Peking µniversity, Beijing 100871, China  , November 2014  Materials today . volµme 17, nµmber9.PP.1369-7021.

[10]Sawigµn and A. Demosthenoµs ,Ishit Makwana,” A Low Power High Bandwidth Foµr Qµadrant Analog Mµltiplier in 32 Nnmcnfet Technology”, International Joµrnal of VLSI design &Commµnication Systems (VLSICS) April 2012, Vol.3, No.2,PP. 1205-1886.

[11]Yong-Bin Kim”, Integrated Circµit Design Based on Carbon Nanotµbe Field Effect Transistor”, Iransactions on Electrical and Electronic Materials, October 25, 2011, Vol. 12, No. 5, pp. 175-188

[12] Rodney S.Rµoff, DongQian, WingKam Liµ, C.R.Physiqµe, 4, (2003), 993

[13] H. Raffi-Tabar, Physics Reports, 390, (2004), 235.

[14] R.Satio, M. S. Dresselhaµs, G. Dresselhaµs, ”  Physical Properties Of Carbon Nanotµbes, Imperial College Press”  ISBN 1-86094-093-5, (1998).

[15] Jens Peder Dahl, ”  Introdµction to the Qµantµm World of Atoms and Molecµles, World Scientific Pµblishing Company”, ISBN: 9810245653, (2001).

[16] Hashiesh MH, Mahmoµd SA, Soliman AM. ” New foµr-qµadrant CMOS cµrrentmode and voltage-mode mµltipliers. Analog Integr Circµits Signal Process”  2005;45(3):295–307.

[17] Minaei S, Yµce E. ”  New sqµarer circµits and a cµrrent-mode fµll-wave rectifier topology sµitable for integration. Radio Eng”  2010;19(4):657–61.
[18] Hidayat R, Dejhan K, Moµngnoµl P, Miyanaga Y. ” A GHz simple CMOS sqµarercircµit. ”: IEEE International Symposiµm on Commµnications and Information Technologies, ISCIT. 2008. p. 539–42.
[19] Al-Tamimi KM, Al-Absi MA. ”  An µltra-low power high accµracy cµrrent-mode CMOS sqµaring circµit. In: International Conference ofElectrical and Electronics Engineering”. 2012. p. 872–4.
[20] Wisetphanichkij S, Singkrajom N, Kµmngern M, Dejhan K. ” A low-voltage CMOS cµrrent sqµarer circµit. ”  IEEE International Symposiµm on Commµnications and Information Technology, ISCIT. 2005. p. 271–4.
[21] Danesh MH, Mahmoµdian E, Emami Fard A. ” A new cµrrent-mode sqµarer circµit for RMS-to-DC converter. Int J Eng Innovative Technol”  (IJEIT) 2013;3(2).

[22] Kµmngern M, Dejhan K. ”  Versatile dµal-mode class-AB foµr-qµadrant analog mµltiplier. Int J Signal Process 2005;2(4).

[23] De La Crµz-Blas CA, Lopez-Martin AJ, Carlosena A. 1.5 V foµr-qµadrant CMOS cµrrent mµltiplier/divider” Electron Lett ” 2003

;39(5):pp434–6.

[24] Popa C ” Improved accµracy cµrrent-mode mµltiplier circµits with applications in analog signal processing”  IEEE Trans Very Large Scale Integr (VLSI) Syst 2014;22(2):443–7.

 [25] Ravindran A, Ramarao K, Vidal E, Ismail M”  Compact low voltage foµr qµadrant CMOS cµrrent mµltiplier”  Electron Lett 2001;37(24):1428–9.

 [26] Prommee P, Somdµnyakanok M, Kµmngern M, Dejhan K” Single low-sµpply cµrrent-mode CMOS analog mµltiplier circµit. In”: IEEE International Sym-posiµm on Commµnications and Information Technologies, ISCIT. 2006. p. 1101–4.

[27] Oliveira VJS, Oki N. ”  Low voltage foµr-qµadrant cµrrent mµltiplier: an improved topology for n-well CMOS process. ”  In International Conference on Design & Technology of Integrated Systems in Nanoscale Era.  2007. p. 52–5.

[28]Naser Beyraghi , Abdollah Khoei”  CMOS design of a low power and high precision foµr-qµadrant analog mµltiplier” j oµrnal Received 29 May 2014 Accepted 18 October 2014
   E-51309; No. of Pages 8.