• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권2호
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• pp.56-62
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• 2002

문턱전압 스윙 드라이버(threshold voltage swing driver)와 이중 감지 증폭기 리시버(dual sense amplifier receiver)를 가진 새로군 고속 저전압 스윙 온 칩 버스 (on-chip BUS)를 제안하였다. 문턱전압 스윙 드라이버는 버스에서의 전압상승 시간을 CMOS 인버터(inverter) 드라이버에서의 약 30% 이내로 줄여주고, 이중 감지 증폭기 리시버는 감지 증폭기 리시버를 사용하는 기존의 저전압 스윙 버스들의 데이터 전송량을 두 배 향상시켜 준다. 문턱전압 스윙 드라이버와 이중 감지 증폭기 리시버를 모두 사용할 경우, 온 칩 버스에서 사용하는 기존의 CMOS 인버터와 비교하여 제안된 방식은 약 60%의 속도 증가와 75%의 소모전력 감소를 얻는다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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• pp.79-82
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• 2003

This paper describes a new low-swing inverter for low power consumption. To reduce a power consumption, an output voltage swing is in the range from 0 to $V_{ref}-V_{TH}$, where $V_{ref}=V_{DD}-nV_{TH}$. This can be done by the inverter structure that allow a full swing or a swing on its input terminal without leakage current. Using this low-swing voltage technology, we propose a low-power $4\times4$ bit parallel multiplier. The proposed circuits are simulated with HSPICE under $0.35{\mu}m$ CMOS standard technology. Compare to the previous works, this circuit can reduce the power consumption rate of 11.2% and the power-delay product of 10.3%.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제9권2호
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• pp.104-109
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• 2009

At a lower supply voltage, voltage-mode drivers draw less current than current-mode drivers. In this paper, we newly propose a voltage-mode driver with an additional current path that reduces the output voltage swing without the need for complicated additional circuitry, compared to conventional voltage-mode drivers. The prototype driver is fabriccated in a 0.13-$^{\mu}m$ CMOS technology and used to transmit data streams at the rate of 2.5 Gb/s. Deemphasis is also implemented for the compensation of channel attenuation. With a 1.2-V supply, it dissipates 8.0 mA for a 400-mV output voltage swing.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권3호
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• pp.147-150
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• 2007

본 논문에서는 작은 점유면적과 저 전력 소모 특성을 갖도록 CPL(Complementary Pass-Transistor Logic) 논리구조의 전가산기에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 16$\times$16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 회로구성상 CPL 논리구조는 CMOS 논리구조에 비해 NMOS 트랜지스터만을 사용하기 때문에 작은 면적을 소비한다. 저 전압 스윙 기술은 회로에 공급되는 전압보다 낮은 전압 레벨에서 출력 동작을 하여 전력 소모를 감소시키는 기술이다. 본 논문에서는 전가산기의 출력 단에 사용되는 인버터에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 소모 특성을 갖는 16$\times$16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다 설계한 회로는 17.3%의 전력 소모 감소와 16.5%의 전력소모와 지연시간의 곱(Power Delay) 감소가 이루어졌다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권7호
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• pp.10-16
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• 1999

본 논문은 FCSR(Freedback Control Swing voltage Reduction) 방식을 이용하여 bus 구동전압을 수백 mV이내로 줄일 수 있는 구동기에 대한 내용을 다루고 있다. 이는 MDL 구조와 같이 대용량, 대단위 bus에서의 전력소모를 줄이기 위한 연구로 FCSR은 dual-line bus와 bus precharging을 기본구조로 채택하고 있다. Bus 환경이 변화함에 따라 일정한 구동전압을 유지하기 위하여 구동기의 크기를 자동적으로 조절할 수 있도록 구동기와 bus를 모델링 하였고 또한 odd mode로 동작하는 이웃하는 선간의 커플링 영향을 평행 전류원으로 모델링하여 선간간섭(crosstalk) 영향을 분석하였다. 현대 0.8um 공정으로 제작된 chip은 bus를 600mV로 구동하도록 설계되었으며 테스트결과 3.3V에서 70Mhz로 동작 가능하다. Hspice 시뮬레이션으로 FCSR은 3.3V에서 250Mhz의 동작이 가능하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.401-406
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• 2015

본 논문에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널길이에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화에 대하여 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 트랜지스터의 디지털특성을 결정하는 중요한 요소로서 채널길이가 감소하면 특성이 저하되는 문제가 나타나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙의 채널길이에 대한 변화를 채널두께, 산화막두께, 상하단 게이트 전압 및 도핑농도 등에 따라 조사하고자 한다. 특히 하단 게이트 구조를 상단과 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에 대하여 문턱전압이하 스윙을 분석함으로써 하단 게이트 전압 및 하단 산화막 두께 등에 대하여 자세히 관찰하였다. 문턱전압이하 스윙의 해석학적 모델을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 결과적으로 문턱전압이하 스윙은 상하단 게이트 전압 및 채널도핑농도 그리고 채널의 크기에 매우 민감하게 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.657-662
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 상 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있는 구조이다. 그러므로 문턱전압이하 영역에서 전송특성을 분석하기 위해선 상단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙뿐만이 아니라 하단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화도 분석하여야 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용한 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하여 문턱전압이하 스윙에 대한 해석학적 모델을 제시하였다. 이 문턱전압이하 모델을 이용하여 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 전압에 따라 관찰한 결과, 문턱전압이 하 스윙은 게이트전압에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 전압에 따라 전도중심이 변화하며 이로 인하여 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권3호
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• pp.221-226
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• 2008

A new two dimensional (2-D) analytical model for the Threshold Voltage on dual material surrounding gate (DMSG) MOSFETs is presented in this paper. The parabolic approximation technique is used to solve the 2-D Poisson equation with suitable boundary conditions. The simple and accurate analytical expression for the threshold voltage and sub-threshold swing is derived. It is seen that short channel effects (SCEs) in this structure is suppressed because of the perceivable step in the surface potential which screens the drain potential. We demonstrate that the proposed model exhibits significantly reduced SCEs, thus make it a more reliable device configuration for high speed wireless communication than the conventional single material surrounding gate (SMSG) MOSFETs.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.525-526
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• 2008

This paper proposes a new high-speed level shifter using a special high voltage device with low threshold voltage. Also, novel low voltage swing method is proposed. The high voltage device is a standard LDMOS(Laterally Diffused MOS) device in a $0.18{\mu}m$ CMOS process without adding extra mask or process step to realize it. A level shifter uses 5V LDMOSs as voltage clamps to protect 1.8V NMOS switches from high voltage stress the gate oxide. Also, level-up transition from 1.8V to 5V takes only 1.5ns in time. These circuits do not consume static DC power, therefore they are very suitable for low-power and high-speed interfaces in the deep sub-quarter-micron CMOS technologies.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.490-492
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• 2010

Center-tapped termination을 가진 stub series-termination logic (SSTL) 채널을 지원하기 위한 전압모드 송신단을 제안한다. 제안하는 송신단은 진단 모드를 지원하고 신호보전성을 향상시키기 위해 출력레벨 조절수단을 가지며, 가변 병렬 터미네이션을 사용하여 swing level을 조절하는 동안 송신단의 출력 저항을 일정하게 유지시켜준다. 또한 제안하는 송신단의 off-chip 저항은 기생 캐패시터, 인덕터에 의한 termination의 임피던스 부정합을 줄여준다. 제안된 송신단을 검증하기 위해서 $50{\Omega}$의 출력저항을 유지하면서 8-레벨의 출력을 제공하는 전압모드 송신단을 1.5V의 70nm 1-poly 3-metal DRAM공정을 이용하여 구현하였다. 수신단 termination이 존재하지 않는 SSTL 채널에서 제안하는출력레벨 조절이 가능한 송신단을 이용함으로 1.6-Gb/s에서 54%의 jitter 감소가 측정되었다.