ترانزیستورهای نیمه هادی با ولتاژ آستانه چندگانه

یکی از مهمترین نگرانیها در طراحی مدارهای مجتمع پذیری در مقیاس خیلی بزرگ1 ، مسیله مصرف توان است. هماکنون تقاضا برای مدارهای دیجیتالی کم مصرف با سرعت بالا در حال افزایش است. پیشرفت در تکنولوژی ساخت نیمه هادی ها به مهندسین طراح کمک نموده است تا تعداد بیشتری ترانزیستور را در یک تراشه مجتمع پذیری در مقیاس خیلی بزرگ به کار برند. امروزه، باروی کار آمدن وسایل قابلحمل که تامین توان آنها از باطری است، تحقق دوباره کاهش توان در تراشه های مجتمع پذیری در مقیاس خیلی بزرگ امری ضروری تلقی میگردد . استفاده از چند ولتاژ آستانه، تکنیکی مناسب برای بازده بالا و کاهش توان نشتی است. این تکنولوژی هم ویژگی ماسفت ولتاژ آستانه پایین و هم ویژگی ماسفت ولتاژ آستانهبالا را در یک مدار از خود نشان میدهد. این ایده به این صورت است که با بررسی ورودی دروازههای2 مختلف، ورودیهایی را که میتوانند تاخیر بیشتری داشته باشند، مسیرهای غیر بحرانی را پیداکرده و در آن مسیرها به منظور کاهش جریان نشتی از ترانزیستورهایی با ولتاژ آستانه بالاتری استفاده میشود. درحالیکه ترانزیستورهای ولتاژ آستانه پایین برای کاهش زمان تاخیر انتشار مورداستفاده قرار میگیرد. ازآنجایی که توان مصرفی سوییچینگ3 دروازه، بهطور مستقیم متناسب با تعداد خروجی است، لذا همانطور که نتایج تجربی نشان میدهد، توان اشتباه20% 4 تا 70 % از کل توان پویا را به خود اختصاص میدهد. ثابت میشود که مدارهای ترکیبی، دارای کمترین سطح ممکن توان تلفاتی در تغییرات خروجی هستند. به عبارت دیگر، چنان چه اختلافزمانی بین رسیدن سیگنالها به ورودی دروازه در مقایسه بازمان تاخیر دورخی دروازه کمتر باشد، در خروجی آن دروازه هیچگونه اشتباه مشاهده نخواهد شد. مدارهای با توان مصرفی و ولتاژ کاری پایین در علم مهندسی پزشکی و دستگاههای الکترونیکی قابلحمل کاربردهای فراوانی دارند. ترانزیستور نیمه هادی با ولتاژ آستانه چندگانه5 به عنوان یک پیشنهاد بسیار موثر برای کاهش جریانهای نشتی در طول آماده به کار دروازه ی منابع تغذیه ی یک بلوک منطقی ولتاژ آستانه است.

کلیدواژه ها:

مجتمع پذیری در مقیاس بزرگ ، توان ، چند ولتاژ آستانه ، نیمه هادی