Finding multiple DC operating points of simulated submicrometer technology MOS circuits

• Autorzy: Tadeusiewicz M. , Ossowski M.

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie wielokrotnych rozwiązań DC obwodów zawierających tranzystory MOS symulowane w technologii submikronowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is focused on the analysis of circuits containing MOS transistors fabricated in submicrometer technology, having multiple DC operating points. The transistors are characterized by intricate models BSIM 3 and BSIM 4. To find the operating points an algorithm is proposed, based on the homotopy concept and the simplicial method. The algorithm is capable of finding multiple DC operating points but it does not guarantee finding all of them. The simplicial–homotopy procedure has been implemented in MATLAB, whereas the required circuit analyses are carried out using WinSpice and both environments have been joined together. For illustration three numerical examples are given.

PL

Praca dotyczy analizy obwodów, o wielu rozwiązaniach DC, zawierających tranzystory MOS, wykonane w technologii submikronowej. Tranzystory są reprezentowane za pomocą bardzo złożonych modeli BSIM 3 i BSIM 4. Zaproponowano metodę analizy numerycznej tej klasy obwodów, opartą na koncepcji homotopii i metodzie simplicjalnej. Metoda umożliwia obliczanie wielokrotnych rozwiązań DC, ale nie gwarantuje wyznaczenia wszystkich rozwiązań. Simplicjalno-homotopijna procedura została zaimplementowana w środowisku MATLAB, podczas gdy wymagane analizy obwodów są realizowane przy użyciu programu WinSpice, przy czym oba środowiska zostały połączone automatycznie. Dla ilustracji zamieszczono trzy przykłady obliczeniowe.

Słowa kluczowe

EN

DC analysis; homotopy; multiple operating points; simplicial method

PL

analiza stałoprądowa; metoda homotopii; metoda simplicjalna; wielkorotne rozwiązania DC

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 12
• Strony: 92--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr.

Twórcy

autor

Tadeusiewicz M.

• Łódź University of Technology, Department of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering

autor

Ossowski M.

• Łódź University of Technology, Department of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering

Bibliografia

• [1] Gajani G.S., Brambilla A., Premoli A., “Numerical determination of possible multiple DC solutions on nonlinear circuits”, IEEE Trans. Cir. Syst.-I, vol. 55, 2008, 1074–1083.
• [2] Goldgeisser L.B., Green M.M., “A method for automatically finding multiple operating points in nonlinear circuits”, IEEE Trans. Cir. Syst.-I, vol. 52, 2005, 776–784.
• [3] http://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/m_src/simplex_coordinates/simplex_coordinates.html , date of access: 25.11.2013.
• [4] Liu W., MOSFET Models for SPICE Simulation: Including BSIM3v3 and BSIM4, Wiley-IEEE Press, 2001.
• [5] Reibiger A., Mathis W., Nähring T., Trajković Lj., “Mathematical foundations of the TC -method for computing multiple DC-operating points”, Int. J. Appl. Electromagnet. Mech., vol. 17, 2003, 169–191.
• [6] Tadeusiewicz M., Hałgas S., A contraction method for locating all the DC solutions of circuits containing bipolar transistors, Circuits Syst. Signal Process., vol. 31, 2012, 1159–1166.
• [7] Tadeusiewicz M., Kuczyński A., “A very fast method for the DC analysis of BJT circuits”, Circuits Syst. Signal Process., vol. 32, 2013, 433–451.
• [8] Tadeusiewicz M., Hałgas S., „Global and local paramtertic diagnosis of analog short-channel CMOS circuits using homotopy-simplicial algorithm”, International Journal of Circuit Theory and Applications, Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com), DOI : 10.1002/cta.1904, 2013.
• [9] Tadeusiewicz M., Hałgas S., „A method for finding multiple DC operating points of short channel CMOS circuits”, Circuits, Systems and Signal Processing, DOI : 10.1007/s00034-013-9582-7, 2013.
• [10] Tadeusiewicz M., Ossowski M., „Finding multiple DC operating points of MOS circuits fabricated in submocrometer technology”. Proc. ISTET 2013, Extended abstract, 2013, II -9-II -10.
• [11] Ushida A., Yamagami Y., Nishio Y., Kinouchi I., and Inoue Y., “An efficient algorithm for finding multiple DC solutions based on the SPICE - oriented Newton homotopy method”, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 21, 2002, 337–348.
• [12] www.winspice.co.uk, date of access: 25.11.2013.
• [13] Zangwill W.I., Garcia C.B., Pathways to solutions, fixed points, and equilibria, Prentice-Hall Series in Computational Mathematics, N.J., 1981.

Uwagi

EN

This work was supported by the National Science Centre under Grant UMO-2011/01/B/ST7/06043.