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Modelado comportamental de sistemas basados en transistores de un solo electrón
FRANCISCO JAVIER CASTRO GONZALEZ
LIBRADO ARTURO SARMIENTO REYES
LUIS HERNANDEZ MARTINEZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Single electron transistors
Modelling
CAD
Behavioural
Present-day technological developments in the fabrication of Single-Electron devices provide the opportunity for devising systems in which CMOS technology and nanodevices will coexist for a wide number of applications. Besides, the steady downscaling of CMOS devices is reaching its fundamental limits due to the occurrence of quantum effects which were not taken into account just a few years ago. As it happened in the case of microelectronic design, a top-to-down design flow must also be conceived for systems composed of MOS and SET devices. Such a design flow must include a design verification path with several levels of hierarchy and types of cosimulation tasks. A particularly simple verification strategy for hybrid systems composed of SET devices and CMOS consists in the formulation of functional models that may be of straightforward application in the design flow-path. Functional models have a proven capability to speed up electrical verification by resorting to mathematical descriptions of the system under analysis, which can be easily evaluated and consulted during the iterative process of simulation. Among the functional models, the constitutive branch-relationships of circuit elements come across as excellent tools for the complete and detailed description of the devices involved in microelectronic circuit simulation. In this work, a piecewise linear model and two sinusoidal models for the single electron transistor are presented. The models are aimed for co-simulation of hybrid systems, and they can be easily coded in a high level description language.
Los actuales avances tecnológicos en la fabricación de dispositivos de un solo electrón ofrecen la oportunidad de diseñar sistemas en los cuales la tecnología CMOS y los nanodispositivos puedan coexistir en un gran número de aplicaciones. Además, la constante reducción en las dimensiones de los dispositivos CMOS está llegando a sus límites fundamentales, debido a la aparición de los efectos cuánticos que no se tuvieron en cuenta hace apenas unos cuantos años. Similarmente a como sucedió en el caso del diseño de circuitos y sistemas microelectrónicos, un flujo de diseño TOP-DOWN también debe ser concebido para sistemas compuestos por MOSFETs y dispositivos de un solo electrón. Este flujo de diseño debe incluir un ruta de verificación con varios niveles de jerarquía y tipos de cosimulación. Una estrategia de verificación particularmente sencilla para los sistemas híbridos compuestos de dispositivos SET y CMOS consiste en la formulación de modelos funcionales que pueden ser aplicados directamente en el flujo de diseño. Los modelos funcionales tienen una capacidad demostrada para acelerar la verificación eléctrica por recurrir a descripciones matemáticas del sistema bajo análisis, que pueden ser fácilmente evaluadas y consultadas durante el proceso iterativo de simulación. Entre los modelos funcionales, las relaciones constitutivas de rama de un elemento de circuito resultan ser excelentes herramientas para la descripción completa y detallada de los dispositivos involucrados en la simulación de circuitos microelectrónicos. En este trabajo se presenta un modelo funcional lineal por segmentos y otros dos modelos sinusoidales para el transistor de un solo electrón. Los modelos están destinados a la cosimulación de sistemas híbridos, y pueden ser fácilmente codificadas en un lenguaje de alto nivel de descripción.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2009-08
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Castro-Gonzalez F.J.
ELECTRÓNICA
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