به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « low power » در نشریات گروه « برق »

تکرار جستجوی کلیدواژه « low power » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • Kavitha Manickam*, P.K. Janani, S. Karthick, S. Arulsivam, C. Vikram, G. Hariharan, R. Kavinkumar, P. Ganesh

    The overall performance of any integrated circuit is defined by its proper memory design, as it is a mandatory and major block which requires more area and power. The prime interest of this article is to design a memory structure which is tolerant to variations in CNFET (Carbon nanotube field effect transistor) parameters like pitch, diameter and number of CNT tubes, and also offer low power and high speed of operation. In this context, CNFET based stacked SRAM (Static random access memory) design is proposed to attain the above mentioned criteria. Concept of stack effect is utilized in the cross coupled inverter section of the memory structure to attain low power. The power, speed and energy analysis for the proposed structure is done, and compared with the conventional structures to justify the proposed memory cell performance. HSPICE simulation results has confirmed that the proposed structure offers about 34%, 54% and 95% power saving in hold mode, read mode and write mode respectively. In speed and energy point of view it provides about 97% read delay, 92% write delay and 98% energy savings than the conventional memory structures. These results make it clear that the proposed SRAM is suitable for the 5G networks where circuit speed, power and energy consumption are the major concern.

    Keywords: Carbon Nanotube (CNT), CNFET, SRAM, Low Power, VLSI, 5G Networks}
  • H. Faraji Baghtash *, M. Kargar
    A High-gain, fully balanced preamplifier is presented. The proposed structure advantages flipped voltage follower scheme to achieve a compact current conveyor with very low input impedance. The presented current conveyor then is used as a core element to realize a high-gain, gm-enhanced trans-conductance amplifier. The presented amplifier is suitable for application as a preamplifier. The high gain of amplifier makes it very suitable to be configured in a feedback form to deliver a high-precision predefined or programmable amplification gain. The proposed structure draws a very low power of 150nW from a 0.6V supply voltage. The Spectre Post-layout simulations with TSMC 180nm CMOS technology have been performed. The proposed amplifier exhibits an open-loop DC gain of 141.5dB and 3-dB frequency bandwidth of 2.4kHz at 60dB closed-loop configuration. The load capacitance is set to be 5pF. The proposed structure also delivers high CMRR and PSRR values of 148.3dB and 153.7dB, respectively.
    Keywords: FVF, OTA, Low Power, Low Voltage, CCII, Preamplifier}
  • مسعود نوری، مهدی بکرانی*

    امروزه پیشرفت فناوری و کوچک شدن افزاره ها و تراشه ها در دستگاه های الکترونیکی به همراه تقاضا برای قابل حمل بودن آنها و کارکرد آنها برای مدت زمان بیشتر، چالش های بزرگی از جمله کاهش توان مصرفی و ولتاژ تغذیه پایین را پیش روی طراحان مدارات مجتمع آنالوگ قرار داده است. آینه جریان از اجزاء مهم طراحی مدارهای آنالوگ و از پرکاربردترین آنها است که در آن مصرف توان تحت تاثیر ولتاژ تغذیه است. بنابراین، توسعه ساختارهای آینه جریان با ولتاژ پایین و توان کم برای مطابقت با الزامات طراحی CMOS ضروری است. در این پژوهش یک آینه جریان توان کم ولتاژ پایین با استفاده از ساختار کسکود و تکنیک ماسفت با گیت شبه شناور طراحی شده است که برای بالا بردن مقاومت خروجی آن از تقویت کننده دو طبقه مبتنی بر تکنیک افزاینده بهره استفاده شده است. شبیه سازی ها با محیط شبیه سازی SPICE و فناوریCMOS  180 نانومترTSMC  صورت گرفته است. آینه جریان پیشنهادی با ولتاژ تغذیه 3/0± ولت کار می کند و مقاومت های ورودی و خروجی آن به ترتیب Ω 48 و MΩ 432 است و پهنای باند آن MHz 2/244 بدست آمده است. مزیت اصلی آینه جریان پیشنهادی نسبت به کارهای مشابه، توان مصرفی پایین آن به مقدار µw 03/14 می باشد.

    کلید واژگان: آینه جریان, توان کم, ولتاژ پایین, گیت شبه شناور, کسکود, پهنای باند}
    Masoud Nori, Mehdi Bekrani*

    Today, the advancement of technology and the miniaturization of devices and chips in electronic apparatuses along with the demand for their portability and their operation for a longer period of time, have put great challenges in front of the designers of analog integrated circuits. Current mirror is an important component in the design of analog circuits and one of the most widely used circuits in which the power consumption is influenced by the supply voltage. Therefore, it is necessary to develop structures of low-voltage and low-power current mirrors to meet the requirements of CMOS design. In this paper, a low-voltage low-power current mirror has been designed using cascode structure in combination with quasi-floating gate MOSFET technique, and two stages gain boosting amplifiers have been used to increase its output resistance. For this purpose, SPICE simulation environment has been used considering TSMC 180 nm CMOS technology. The proposed current mirror employs a supply voltage of ±0.3V and its input and output resistances are 48 Ω and 432 MΩ, respectively, and its bandwidth is 244.2 MHz. The main advance of the proposed current mirror in comparison to similar works is its low power consumption of 14.03 µw.

    Keywords: Current mirror, low power, low voltage, quasi-floating gate, cascode, bandwidth}
  • Amirhossein Salimi, Behzad Ebrahimi*, Massoud Dousti

    The scaling limitations of Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) transistors to achieve better performance have led to the attention of other structures to improve circuit performance. One of these structures is multi-valued circuits. In this paper, we will first study Carbon Nanotube Transistors (CNT). CNT transistors offer a viable means to implement multi-valued logic due to their variable and controllable threshold voltage. Subsequently, we delve into the realm of three-valued flip-flop circuits, which find extensive utility in digital electronics. Leveraging the insights gained from our analysis, we propose a novel D-type flip-flop structure. The presented structure boasts a remarkably low power consumption, showcasing a reduction exceeding 61% compared to other existing structures. Furthermore, the proposed circuit incorporates a reduced number of transistors, resulting in a reduced footprint. Importantly, this circuit exhibits negligible static power consumption in generating intermediate values, rendering it robust against process variations.  Overall, the proposed circuits demonstrate a 29.7% increase in delay compared to the compared structures. However, they showcase a 96.1% reduction in power-delay product (PDP) compared to the other structures. The number of transistors is also 8.3% less than other structures. Additionally, their figure of merits (FOM) are 19.7% better than the best-compared circuit, underscoring its advantages in power efficiency, chip area, and performance.

    Keywords: CNTFET, Flip-Flop, High Performance, Low Power, Multi-Valued}
  • حمیدرضا صدر ارحامی، سید محمدعلی زنجانی*، مهدی دولتشاهی، بهرنگ برکتین

    آتوماتای سلولی نقطه کوانتومی (QCA) یک فناوری جدید با سرعت بالا، مصرف توان کم، چگالی بالا و پیچیدگی پایین نسبت به فناوری های قدیمی مانند نیم رسانای اکسید-فلز مکمل (CMOS) است. از طرفی، روش ورودی انتشارگیت (GDI)، یک روش موفق در سامانه های کم مصرف است. این روش باعث کاهش پیچیدگی، کاهش مساحت و کاهش میزان مصرف انرژی در مدارهای طراحی شده با این روش است. این روش، اجرای طیف گسترده ای از توابع منطقی پیچیده را تنها با استفاده از دو ترانزیستور به عنوان بلوک اصلی، امکان پذیر می کند. در این مقاله، بلوک GDI مبتنی بر QCA تنها با 11 سلول پیشنهاد شده که به عنوان واحد طراحی استاندارد، قادر به اجرای توابع اساسی مانند AND، OR، NOT، BUFFER، MUX و XOR برای پیاده سازی مدارهای دیجیتال است. نتایج شبیه سازی توابع، توسط نرم افزار QCADesigner در فناوری 18 نانومتر، نشان دهنده عملکرد بهتر سلول هم سطح پیشنهادی است؛ به نحوی که سلول پیشنهادی، 1 سیکل ساعت تاخیر برای اجرای عملکردها دارد. همچنین تحلیل میزان مصرف انرژی و توان مصرفی مدارهای طراحی شده توسط نرم افزار QCADesigner انجام شده است. 31 درصد کاهش در تعداد سلول ها، 50 درصد کاهش در سطح و 17 درصد کاهش در اتلاف انرژی کل از مزایای طرح پیشنهادی نسبت به طرح های پیشین است.

    کلید واژگان: آتوماتای سلولی نقطه کوانتومی, توان پایین, فناوری نانو, قطبش, ورودی انتشارگیت}
    Hamidreza Sadrarhamii, Sayed Mohammadali Zanjani *, Mehdi Dolatshahi, Behrang Barekatain

    Quantum-dot cellular automata (QCA) is a modern technology, which has higher speed, lower power consumption, higher density, and lower complexity than conventional technologies, such as CMOS. Moreover, the gate diffusion input (GDI) technique has been successful in reducing complexity, area, and energy consumption in low-power circuit designs. In this technique, a wide range of complex logic functions can be implemented using only two transistors as the main block. In this study, a QCA-based GDI block is proposed using only 11 cells as a standard design unit that can be used to implement basic functions such as AND, OR, MUX, BUFFER, NOT and XOR in digital circuits. QCADesigner simulations of the functions in 18 nm technology indicate the superior performance of the proposed block with only one clock cycle delay in performing the operations. Moreover, the power consumption analysis of the designed circuits is performed using QCADesigner. The advantages of the proposed circuit compared to previous designs are 31% reduction in cell count, 50% smaller surface area, and 17% reduction in total energy loss.

    Keywords: gate diffusion input, Low power, nanotechnology, polarization, Quantum-dot cellular Automata}
  • امیر باغی رهین*، وحید باغی رهین
    در این مقاله یک تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی (OTA) کاملا تفاضلی دو طبقه مبتنی بر وارونگر موس گیت شناور/ موس با ولتاژ آستانه دینامیک (DT/FGMOS) با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت ارایه می شود. وارونگر پیشنهادی در ساختار این تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی به صورت ترکیبی از روش موس با ولتاژ آستانه دینامیکی (DTMOS) [برای تمامی ترانزیستورهای پی-موس (PMOS)] و ترانزیستور موس گیت شناور (FGMOS) [برای تمامی ترانزیستورهای ان-موس (NMOS)] در یک فرایند ان-ول (n-well) است. در این مدار جهت محدود سازی بهره حالت مشترک از مسیرهای پیش رو و پسخور استفاده شده است. طبقه اول دارای مسیرهای پیش رو جهت حذف حالت مشترک و طبقه دوم دارای فیدبک حالت مشترک جهت تثبیت ولتاژ حالت مشترک خروجی بر روی نصف ولتاژ (V dd) است. براساس نتایج شبیه سازی پسا-جانمایی، تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی پیشنهادی بهره 61 دسی بل را با فرکانس بهره واحد 1/1 مگاهرتز تحت خازن های بار 13 پیکوفاراد از خود نشان داد. با بررسی های انجام شده با آنالیز مونت-کارلو مشخص گردید که تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی مبتنی بر وارونگر پیشنهادی تحت تغییرات فرایند و عدم مطابقت افزاره می تواند به خوبی عملکرد مناسبی از خود نشان دهد. مدار پیشنهادی در فناوری 180 نانومتر سی موس مساحت 182/0 میلی متر مربع را از تراشه اشغال می کند. توان مصرفی آن 17 میکرووات بوده و می تواند در کاربردهای ولتاژ پایین و توان پایین از جمله در تجهیزات قابل حمل به خوبی استفاده شود. براساس بررسی های انجام شده، استفاده از روش موس با ولتاژ آستانه دینامیکی و موس گیت شناور می تواند به کاهش موثر ولتاژ آستانه ترانزیستورها و عملکرد خوب تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی پیشنهادی در ولتاژ پایین منجر شود.
    کلید واژگان: ترانزیستور موس گیت شناور, تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی, روش موس با ولتاژ آستانه دینامیکی, ولتاژ پایین و توان پایین}
    Amir Baghi Rahin *, Vahid Baghi Rahin
    This paper presents a fully differential operational transconductance amplifier (OTA) based on the dynamic threshold-voltage MOSFET and floating gate MOSFET (DT/FGMOS) inverter with a supply voltage of 0.5 V. The proposed inverter in the structure of this OTA is a combination of the dynamic threshold-voltage MOSFET (DTMOS) technique (for all PMOS transistors) and the floating gate MOSFET (FGMOS) (for all NMOS transistors) in n-well process. In this circuit, feedforward and feedback paths have been used to limit the common-mode gain. The first stage has feedforward paths to eliminate the common-mode and the second stage has the common-mode feedback to stabilize the common-mode output voltage on Vdd/2. Based on the post-layout simulation results, the proposed OTA showed a gain of 61 dB with a unity gain frequency (UGF) of 1.1 MHz under 13 pF load capacitors. With the studies performed by Monte Carlo analysis, it was found that the OTA based on the proposed inverter can perform well under process variations and device mismatches. The proposed circuit in 180 nm CMOS technology occupies an area of ​​0.182 mm2 from the chip. Its power consumption is 17 µW and it can be used in low voltage and low power applications including portable equipment. According to studies, the use of DTMOS and FGMOS techniques can lead to the effective reduction of the threshold voltage of transistors and the good performance of the proposed OTA at low voltage.
    Keywords: dynamic threshold-voltage MOSFET, floating gate MOSFET transistor, low voltage, low power, operational transconductance amplifier}
  • مهدی سیاف، عبدالرسول قاسمی*، روزبه حمزه ئیان

    در دنیای الکترونیک و دیجیتال امروزی، افزایش تقاضا برای سیستم های قابل حمل موجب شده تا صنعت الکترونیک و تکنولوژی طراحی تراشه ها به سمت روش های کاهش مصرف توان سوق پیدا کنند و لذا مصرف توان به معیاری مهم در این زمینه تبدیل شده است. هم چنین افزایش سرعت تراشه ها و کاهش تاخیر انتشار مدارها همواره از اهداف مهم مهندسان طراح دیجیتال بوده است. از انجا که عنصر جمع کننده از جمله عناصر مهم در بسیاری از سیستم های دیجیتال است، لذا امروزه جمع کننده های گوناگون با تکنولوژی ها و رویکردهای مختلف طراحی مطرح شده اند که هر یک دارای مزایا و معایب مشخصی می باشند. در این مقاله، سلول مدار تمام جمع کننده تک بیتی مبتنی بر ترانزیستور عبور با مصرف توان کم ارایه شده است این مدار با فرکانس 1GHZ برای استفاده در بلوک های واحد محاسبه منطق و ریاضی پردازنده های سیگنال دیجیتال و انواع سیستم های الکترونیکی و مخابراتی دیجیتال کاربرد دارد . در مدار پیشنهادی از ساختار XOR-XOR استفاده شده و مبتنی بر تکنینک ترانزیستور عبور می باشد و پارامترهایی نظیر توان مصرفی، تاخیر انتشار، حاصلضرب توان در تاخیر ، و تعداد ترانزیستورها بهبود حاصل شده است. مدار پیشنهادی در تکنولوژی 180 نانومتر CMOS طراحی شده است و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که به ازای ولتاژ تغذیه 1.8 ولت توان مصرفی برابر با 83 میکرو وات ، تاخیر زمانی 89 پیکو ثانیه ، حاصلضرب توان در تاخیر 7 فمتو ژول بدست می آید.

    کلید واژگان: تمام جمع کننده, کم توان, ترانزیستور عبور, حداقل تاخیر}
    Mehdi Sayyaf, Abdolrasool Ghasemi *, Roozbeh Hamzehyan

    In today's electronic and digital world, increasing demand for portable systems has led the electronics industry and chip design technology to reduce power consumption methods, and therefore power consumption has become an important criterion in this field. Also, increasing the speed of chips and reducing the propagation delay of circuits has always been an important goal of digital design engineers. Since the Adder element is one of the important elements in many digital systems, so today various Adders with different technologies and design approaches have been proposed, each of which has certain advantages and disadvantages. This paper presents a low-power single-bit full-adder cell design that is based on pass-transistor logic.This circuit is used in the arithmetic logic units of digital signal processors and also in several electronic and digital communication systems that operate within the frequency range of in 1GHz. The proposed cell exploits the pass transistor techniques and XOR-XOR structures to improve the design parameters namely power consumption, propagation delay, power–delay product, and the number of transistors. The proposed circuit is designed using 180nm CMOS technology and the simulation results show that for a supply voltage of 1.8V, the power consumption, delay, and power–delay product have been achieved as 83 W, 89ps, and 7fJ respectively.

    Keywords: Full adder, Low power, Pass-transistor logic, Minimum propagation delay}
  • Ali Ali A.D. Farahani, Hakem Beitollahi*, Mahmood Fathy, Reza Barangi

    Convolutional Neural Networks (CNNs) have been widely deployed in the fields of artificial intelligence and computer vision. In these applications, the CNN part is the most computationally intensive. When these applications are run in an embedded device, the embedded processor can hardly handle the processing. This paper implements loop tiling to explain how one can construct a lightweight, low-power, and efficient CNN hardware accelerator for embedded computing devices. This method breaks a large CNN engine into small CNN engines and calculates them by low hardware resources. Finally, the results of small CNN engines are added and concatenated to construct the large CNN output. Using this method, a small accelerator can be configured to run a wide range of large CNNs. A small accelerator with one layer is designed to evaluate our methodology. Our initial investigations show that based on our methodology, the constructed accelerator can run a modified version of MobileNetV1, 70 times per second.

    Keywords: Convolutional neural networks (CNNs), Hardware Accelerator, Embedded system, Low Power}
  • اکبر حیدری تبار، حبیب الله آدرنگ، سید صالح قریشی، رضا یوسفی

    در یک ADC با توان کم و سرعت بالا، مقایسه کننده های دینامیکی با توان کم و سرعت بالا از نیازهای ضروری می باشد. این مقاله تحلیلی از ملاحظات تاخیر انتشار، سرعت، و توان مصرفی مقایسه کننده را ارایه می کند و عبارات تحلیلی مورد نظر تجزیه و تحلیل می شوند. با استفاده از معادلات ریاضی، می توان طراحی مقایسه کننده ها را درک نمود. بر اساس تحلیل ارایه شده، یک مقایسه کننده دینامیکی جدید با اصلاح مدار مقایسه کننده دو دنباله برای سرعت بالا و توان کم در ولتاژهای تغذیه کم بدون پیچیدگی طراحی مدار پیشنهاد شده است که منجر به کاهش قابل توجه در زمان تاخیر و در نتیجه افزایش سرعت می شود. نتایج شبیه سازی در فناوری CMOS 0.18 میکرومتری نتایج تجزیه و تحلیل را اثبات می کند و نشان داده شده که مقایسه کننده دو دنباله پیشنهادی توان مصرفی را کاهش داده و سرعت را افزایش می دهد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مقایسه کننده پیشنهادی تا فرکانس 5/2 گیگاهرتز با تاخیر 69 پیکوثانیه کار می کند و حدود 329 میکرووات را در ولتاژ تغذیه 2/1 ولت و انحراف استاندارد 8/7 میلی وات مصرف می کند.

    کلید واژگان: طراحی CMOS, مقایسه کننده, سرعت بالا, توان پایین, دو دنباله}
    Akbar Heidaritabar, habib Adarang, seyed saleh Ghoreishi, Reza Yousefi

    The need for low power and high-speed ADC pushes for dynamic comparators to reduce power consumption and maximize speed. This paper presents an analysis of delay, speed, and comparator considerations, and analytical expressions are derived. Using the equation expressions, we can understand the design of comparators and make trade-offs. Based on the presented analysis, a new dynamic comparator is proposed by modifying the circuit of the conventional tail comparator for high speed and low power at small supply voltages without complicating the circuit design, resulting in a remarkable reduction in delay time and incremental speed. Simulation results in a 180 nm CMOS technology confirm the analysis results. It is shown that the proposed conventional tail comparator reduces power consumption and increases speed. The simulation results show that the proposed comparator operates up to 2.5GHz with a delay of 69ps and consumes only 329 μW at a supply voltage of 1.2 V and an offset standard deviation of 7.8 mW.

    Keywords: CMOS design, high-speed, low power, double-tail comparator}
  • Farshad Shirani Bidabadi, Sayed Vahid Mir-Moghtadaei

    This paper presents a broadband low-power CMOS low noise amplifier (LNA) in 130 nm technology for sub-GHz Internet of Things (IoT) applications. The proposed circuit consists of a current reuse common source amplifier (CSA) in the forward path, and a positive simple transconductance amplifier (PSTA) in the feedback path. Theoretical calculation of the input admittance shows a positive part that presents a parallel inductance. This equivalent parallel inductance in the input can cancel out the input capacitance of CSA and electrostatic discharge (ESD) pad, enhancing the frequency bandwidth in the sub-GHz frequency band. Post-layout was simulated including ESD pads and package model in 130 nm CMOS technology, LNA achieves a voltage gain of 16.5 dB in a frequency bandwidth of 50 MHz to 1.1 GHz, noise figure (NF) of less than 2.4 dB, input return loss (S11) of -11 dB, input third order intercept point (IIP3) of -11 dBm and 1 mW power consumption from a 1 V power supply, showing a good figure of merit compared to other works. The occupied core area is less than 0.002 mm2</sup>.

    Keywords: Sub-GHz CMOS LNA, Broadband LNA, Low Power, IoT}
  • Javad Mohagheghi, Behzad Ebrahimi *, Pooya Torkzadeh

    In this work, we propose 6T cell with single-ended characteristics to achieve improved stability, decrease energy consumption and decrease leakage power. The cell is compared with strong 10 and 12 transistor structures with good and excellent specifications. However, the above structure is designed to have the best parameters with low size and a minimum number of transistors that reduce the size of the cell. In some parameters, such as the write noise margin, in comparison with other structures, the structure has the best merits, even higher than the structures of 12 and 10 transistors. The write operation is enhanced by cutting the pull-down path to the storage node to be written “1”; the read operation is performed without cutting the pull-down path. At VDD=0.4V, the static power, read margin, write margin, read energy, and write energy of the proposed structure are superior by 33%, 50%, 215%, 9%, and 5%, respectively, in contrast with the traditional 6T. The Electrical quality metric (EQM) parameter has been improved about ten times compared with the standard 6T structure, showing that the value of the new structure has been introduced. A Monte Carlo simulation of 5,000 read and write yields in the 32nm technology revealed that our cell has a 2x and 3.4x higher yield than the typical 6T cell. Consequently, the proposed 6T is an appropriate option for applications requiring low energy and high robustness.

    Keywords: low power, static noise margin (SNM), static random access memory}
  • ابوالفضل بیجاری*، سمیه عباسی اول، حسین علیزاده

    در این مقاله یک تقویت کننده توزیع شده ماتریسی 3×2 با خطوط انتقال مخروطی و مصرف توان پایین در فناوری CMOS nm180 معرفی شده است. در این طرح استفاده از ساختار ماتریسی به جهت داشتن مکانیزم ضرب‏ شوندگی و جمع شوندگی جریان سبب افزایش بهره و مصرف توان پایین گردیده است. در طبقه ورودی برای افزایش پهنای‏ باند و عدم نیاز به استفاده از خازن های اضافی در خط انتقال گیت ورودی و خط انتقال مرکزی از یک سلول بهره متوالی با بهره قابل تنظیم استفاده شده است. همچنین، برای بهبود عدد نویز مقاومت انتهایی خط انتقال گیت ورودی با یک شبکه RL پایان یافته است. تقویت‏کننده توزیع شده پیشنهادی در فناوری nm 180 CMOS شرکت TSMC طراحی و توسط نرم‏ افزار کیدنس شبیه‏ سازی شده است. نتایج شبیه ‏سازی تقویت‏کننده توزیع ‏شده پیشنهادی نشان می دهد که با مصرف توان mW 16.25 از یک منبع تغذیه V 1، دارای بهره توان مستقیم (S21)، dB 12، تلف بازگشتی ورودی (S11) و خروجی (S22) کمتر از dB 10-، متوسط نقطه تقاطع مرتبه سوم ورودی (IIP3) برابر dBm 6.11- و متوسط عدد نویز dB 5.5 در بازه فرکانسی وسیع GHz 1 تا GHz 24 است.

    کلید واژگان: تقویت کننده توزیع شده ماتریسی, خط انتقال مخروطی, کم توان, فراپهن باند}
    Abolfazl Bijari*, Somayeh Abbasi Avval

    In this paper, a low power 2×3 matrix distributed amplifier (DA) with tapper transmission lines is introduced in 180 nm CMOS technology. The matrix structure is used to provide the mechanisms of multiplication and additive of the current for increasing the gain and reducing the power consumption. In the input stage, a controllable cascade gain cell is used to expand the bandwidth and remove to need the additional capacitors in the input gate and central transmission lines. Moreover, the terminating resistor of the input gate transmission line is replaced with an RL network. The proposed distributed amplifier is designed and simulated using TSMC 0.18 µm CMOS technology in Cadence Spectre-RF over the frequency of 1-30 GHz. Operated at 1 V, the proposed DA consumes 25.16 mW. Simulation results show that the proposed DA achieves a direct power gain (S21) of 12±1 dB with an average NF of 5.75 dB and average IIP3 of -6.11 over the 1–24 GHz band of interest. The input and output return losses are also more than 10 dB.

    Keywords: Matrix distributed amplifier, Tapered transmission line, Low power, Ultra-wideband}
  • M. Dadgar, E. Najafi Aghdam *
    This paper proposes a 2.4 GHz active mixer without passive inductor for the transceiver system. Taking into account the design requirements of the mixer, a double-balanced down-conversion structure with active inductor and negative resistance is designed. The proposed mixer with 130 nm CMOS technology is designed and simulated using Cadence software at 1.5 V supply voltage. Although we had to compromise conversion gain with linearity, we were able to achieve very high conversion gain with average linearity. Based on the results of post-layout simulations, the conversion gain of 27.57 dB, IIP3 equal to -7.88 dBm, 1-dB compression point equal to -17.34 dBm and IIP2 equal to 44.22 dBm with power consumption of 2.5 mW was obtained for the proposed mixer. The chip size without input and output pads is 95.18 µm × 117.68 µm, which leads to a chip area of 0.0112mm2.
    Keywords: Mixer, frequency down converter, Conversion gain, high isolation, inductorless, low power}
  • G. Vasudeva*, B. V. Uma

    Successive approximation register (SAR) analog to digital converter (ADC) architecture comprises submodules such as comparator, digital to analog converters (DAC), and SAR logic. Each of these modules imposes challenges as the signal makes transition from analog to digital and vice-versa. Design strategies for optimum design of circuits considering 22nm FinFET technology meeting area, timing, power requirements, and ADC metrics are presented in this work. Operational Transconductance Amplifier (OTA) based comparator, 12-bit two-stage segmented resistive string DAC architecture, and low power SAR logic are designed and integrated to form the ADC architecture with a maximum sampling rate of 1 GS/s. Circuit schematic is captured in cadence environment with optimum geometrical parameters and performance metrics of the proposed ADC are evaluated in MATLAB environment. Differential nonlinearity and integral nonlinearity metrics for the 12-bit ADC are limited to +1.15/-1 LSB and +1.22/-0.69 LSB respectively. ENOB of 10.1663 with SNR of 62.9613 dB is achieved for the designed ADC measured for conversion of input signal of 100 MHz with 20dB noise. ADC with sampling frequency up to 1 GSps is designed in this work with low power dissipation of less than 10 mW.

    Keywords: 22nm FinFET, Folded Resistive String, High Speed, Low Power, Operational Transconductance Amplifier, SAR ADC}
  • محمد نفیسی، علی میر*

    یکی از مدارهای پرکاربرد مد جریان، مدار نقاله جریان است، بطوریکه بعد از آینه های جریان، از پرکاربردترین مدارها در حوزه آنالوگ به شمار می رود. قابلیت پردازش همزمان ولتاژ و جریان، پهنای باند بیشتر، حاصل ضرب بهره در پهنای باند بیشتر و استقلال بهره از پهنای باند، از ویژگی های قابل توجه این مدار است. در این مقاله  اقدام به طراحی مدار لگاریتم گیر با نقاله های جریان بر اساس نظریه مد جریان کرده ایم، تا ضمن برطرف نمودن عیب های مدارهای قبلی، نوآوری هایی در طراحی مدارهای لگاریتم گیر نیز داشته باشیم.  ارایه روشی جدید برای طراحی مدار لگاریتم گیر براساس مد جریان، استفاده از نقاله های جریان برای طراحی مدار لگاریتم گیر، استفاده از مدارهای با توان و ولتاژ کم، طراحی مداری با خروجی مستقل از دما و در نتیجه پایداری بیشتر از نتایج ارایه این مقاله است. در این روش جدید با تکیه بر روابط ریاضی که منجر به لگاریتم طبیعی ورودی می شود، طراحی مدار لگاریتم گیرجدید در فناوری µm 18/0 و در مد جریان صورت پذیرفته، جریان مصرفی مدار حدود µA 96/5 و توان مصرفی µW 98/2، بهره dB 7/69، با پهنای باند حدود kHz 5/8 بدست آمده است. عملکرد صحیح مدار طراحی شده  با شبیه سازی در نرم افزارهای HSPICE و MATLAB مورد بررسی قرارگرفته است.

    کلید واژگان: نقاله جریان, مد جریان, مدارات ولتاژو توان پایین, روابط ریاضی, لگاریتم گیر}
    Mohammad Nafisi, Ali Mir*

    One of the most widely used current mode circuits is the current conveyor circuit, so that after current mirrors, they are the most commonly used circuits in the analog field. The ability to process voltage and current at the same time, more bandwidth, gain more bandwidth and gain independence form bandwidth, are notable features of this circuit. In this article, we have designed a logarithm circuit with flow conveyors based on flow theory, so that while eliminating the defects of previous circuits, we can also have innovations in the design of a logarithm circuits. Presenting a new method for designing logarithmic circuit based on current mode, using current conveyors to design logarithmic circuit, using low power and voltage circuits, circuit design with temperature independent output and thus more stability are the results of this article. In this new method, relying on the mathematical relations that lead to the natural input logarithm, a new logarithm circuit is designed. Design of the new logarithm circuit is done in 180 microwatt technology, in the current mode. The current consumption of the circuit is about 5.96 µA, the power consumption is 2.98 µW, the gain is 69.7 dB and bandwidth is about 85 kHz. The correct operation of the designed circuit has been investigated by simulation in HSPICE and MATLAB software.

    Keywords: Logarithm, Mathematical Relation, Low Power, Voltage Circuits, Current mode, Current Conveyor}
  • مهدی مزیدآبادی فراهانی، جلیل مظلوم*، پیمان نایبی

    رادیو شناختی یک سیستم ارتباطی بیسیم فوق العاده پهن باند است که قابلیت استفاده بهینه از طیف فرکانسی موجود را دارد. برای تحقق چنین سیستمی نیاز به یک تقویت کننده کم نویز با پهنای باند بسیار پهن (از MHz 50 تا GHz 10) می باشد. در این کار یک تقویت کننده کم نویز کم مصرف بسیار پهن باند طراحی شده که دارای ساختار شبه تفاضلی و سلف فعال است. بکارگیری مدارهای فعال مبتنی بر فناوری  CMOSکه رفتار سلفی از خود نشان می دهند به عنوان سلف فعال، علاوه بر افزایش پهنای باند تقویت کننده و کاهش سطح تراشه، دارای بهره ذاتی بوده و به علت داشتن ضریب کیفیت بالا، قابلیت تنظیم اندوکتانس و فرکانس را نیز دارا می باشد. در این مقاله با اتصال ضربدری دو سلف فعال متشکل از توپولوژی گیت مشترک، یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند برای این سیستم، طراحی شده است. این ساختار علاوه بر افزایش پهنای باند فرکانسی، به علت شرایط شبه تفاضلی، با افزایش هدایت انتقالی ترانزیستورها، علاوه بر کاهش توان مصرفی، سبب کاهش عدد نویز مدار می شود. نتایج شبیه سازی با تکنولوژی µmCMOS18/0 نشان می دهد که در گستره فرکانسی از MHz50 تا GHz10، این ساختار دارای تطبیق ورودی در کل طیف فرکانسی، و بهتر از dB10-، تغییرات بهره ولتاژ از dB 19-5/16، تغییرات عدد نویز از dB7-3 و نقطه تقاطع مرتبه سوم  dBm7/6- را با توان مصرفی  mW29/9 ارایه می دهد که برای تحقق سیستم رادیو شناختی نظامی کاملا قابل قبول است.

    کلید واژگان: رادیوشناختی, سلف فعال, تقویت کننده کم نویز پهن باند, کم مصرف, اتصال ضربدری خازنی}
    Mahdi Mazidabadi Farahanifarahani, Jalil Mazloum*, Payman Nayebi

    Cognitive radio is well known as an ultra-wideband communication system that intelligently optimizes the available frequency spectrum by implementing the dynamic spectrum monitoring method. The receiver of such a system requires an ultra-wideband low noise amplifier (from 50 MHz to 10 GHz). In this work, a low power ultra-wideband low noise amplifier is proposed by quasi-differential structure and active inductors. Using active circuits as inductors, in addition to expanding the amplifier bandwidth and reducing the chip area, have an inherent gain and due to their high quality factor, have the ability to adjust the inductance and frequency. In addition, the quasi-differential structure increases the transconductance of transistors and reduces both power consumption and noise figure of this circuit. The simulation results in a 0.18 µm CMOS process show that the proposed LNA achieved NF changes 3-7 dB and input matching less than -10 dB in the 0.05-10 GHz band. The voltage gain changes from 16.5-19 dB and third-order intercept point is -6.7 dBm. The power consumption of the main circuit is 1.98 mW with 1.8 V power supply.

    Keywords: Cognitive radio, Active inductor, Low noise amplifier (LNA), Low Power, Capacitor Cross Coupled}
  • نوید سبزواری، محمدرضا یوسفی، سید محمدعلی زنجانی

    در این مقاله، یک مدار مقایسه کننده جدید کم توان و پرسرعت به کمک ترانزیستور اثر میدان باله ای (Finfet) در فناوری 65 نانومتری طراحی شده است. علاوه بر این، با استفاده صحیح از قابلیت های فناوری Finfet، تعداد ترانزیستورها کاهش یافته و درنتیجه، سطح کمتری اشغال می شود. جایگزینی ترانزیستورهای MOSFET با Finfet باعث کاهش تاخیر و مصرف توان مدار شده، عملکرد کلی مدار بهبود می یابد. اولین نوآوری در طرح پیشنهادی این است که برای کاهش اندازه و مصرف توان، دو ترانزیستور حذف شده اند و گیتهای پشتی دو ترانزیستور به صورت متقاطع قرار گرفته اند. نوآوری دوم، اتصال گیتهای پشتی به نقاط مناسبی از مدار است که سرعت مقایسه را افزایش می دهد. در این مطالعه، تغذیه 0.8 ولت به مدار اعمال می شود تا نشان دهد که مدار پیشنهادی با Finfet باعث کاهش تاخیر به 272 پیکوثانیه و مصرف توان به 6.7میکرووات می شود.

    کلید واژگان: مقایسه کننده, ترانزیستور اثر میدان باله ای, سرعت بالا, سطح کم اشغالی, کم توان}
    Navid Sabzevari, MohammadReza Yousefi, S. Mohammadali Zanjani

    In the present study, a new low-power and high-speed comparator circuit is designed in 65 nm fin field-effect transistor (FinFET) technology. Moreover, by properly using the capabilities of FinFET technology, the number of transistors is reduced, and subsequently, a smaller area is occupied. Replacing MOSFET transistors with FinFETs reduces the delay and power consumption of the circuit, so the overall performance is improved. The first innovation of the proposed design is that to reduce the size and power consumption, two transistors were removed and the back gates of two transistors were cross-coupled. The second innovation is the connection of back gates to other suitable points of the circuit that increase the speed of comparison. In this study, a supply voltage of 0.8 V is applied to the circuit to show that the proposed modifications with FinFET reduce the delay to 272 ps and power consumption to 6.7 µW.

    Keywords: Comparator, FinFET, High-Speed, Low-area, low-power}
  • Ali Ghorbani, Mehdi Dolatshahi, S. Mohammadali Zanjani, Behrang Barekatain

    In this paper, a new hybrid low-power and area efficient Carry Look-Ahead Adder in CNFET technology based on the full-swing Gate Diffusion Input (GDI) technique is proposed. The proposed CLA design in GDI logic style, not only decreases the circuit area effectively but also decreases the power consumption and delay parameters as well. The proposed design is simulated in HSPICE using the CNFET model parameters. Finally, the simulation results justify a good improvement in the circuit performance parameters such as power consumption, delay, chip size area and power-delay product (PDP) for the proposed CLA circuit.

    Keywords: Low-Power, Carry Look-Ahead Adder, GDI, CNFET, Area-efficient}
  • T. Mendez, S. G. Nayak*

    The need for low-power VLSI chips is ignited by the enhanced market requirement for battery-powered end-user electronics, high-performance computing systems, and environmental concerns. The continuous advancement of the computational units found in applications such as digital signal processing, image processing, and high-performance CPUs has led to an indispensable demand for power-efficient, high-speed and compact multipliers. To address those low-power computational aspects with improved performance, an approach to design the multiplier using the algorithms of Vedic math is developed in this research. In the proposed work, the pre-computation technique is incorporated that aided in estimation of the carries during the partial product calculation stage; that enhanced the speed of the multiplier. This design was carried out using Cadence NCSIM 90 nm technology. The comparative analysis between the proposed multiplier design and the multipliers from the literature resulted in a substantial improvement in power dissipation as well as delay. The research was extended to assess the designed architectures’ performance statistically, applying the independent sample t-test hypothesis.

    Keywords: Low-Power, Multiplier, Pre-Computation, VLSI Implementation}
  • آرش علیجانی، بهزاد ابراهیمی*، مسعود دوستی
    ممریستور به عنوان چهارمین عنصر بنیادی بعد از مقاومت، خازن و سلف شناخته می شود. ممریستور به خاطر توان مصرفی صفر در حالت نگه داری داده و غیرفرار بودن، در آینده ای نزدیک می تواند به عنصر اساسی حافظه های اصلی یا پنهان دست رسی تصادفی ایستا  (SRAM) یا دست رسی تصادفی پویا (DRAM) تبدیل شود، همچنین می تواند به صورت موثری راندمان، سرعت، زمان راه اندازی و توان مصرفی مدارها را بهبود بخشد. سلول حافظه معرفی شده در این مقاله 4T1M است که با حفظ بیشترین ویژگی های 6T1M باعث کاهش مساحت اشغالی سلول شده است. به منظور شبیه سازی حافظه پیشنهادی، طول ممریستورها 10 نانومتر و مقاومت حالت های روشن و خاموش آنها به ترتیب 1 کیلو-اهم و 200 کیلو-اهم انتخاب شده است. همچنین، ترانزیستورهای MOS سلول نیز توسط مدل PTM HP CMOS   32 نانومتر شبیه سازی شده اند. شبیه سازی در نرم افزار اچ-اسپایس و با تغذیه 9/0 ولت و مقایسه آن با دو سلول شش ترانزیستوری مرسوم (6T) و شش ترانزیستوری-یک ممریستوری (6T1M) نشان می دهد که استفاده از ممریستور در سلول حافظه باعث به صفر رساندن توان مصرفی حین نگه داری داده برای مدت طولانی و کاهش مساحت اشغالی به میزان 7/36 درصد نسبت به سلول 6T1M می شود. سرعت نوشتن داده "یک" روی سلول پیشنهادی تنها 30 پیکو-ثانیه است که در مقایسه با سلول 6T1M بهبود 3 برابری را نشان می دهد ولی در زمان نوشتن داده صفر تغییر محسوسی مشاهده نمی شود. توان ایستای سلول پیشنهادی نسبت به سلول شش ترانزیستوری، 133 برابر کاهش داشته است و توان پویای آن با سلول 6T1M تفاوت ناچیزی دارد اما 60 برابر از سلول شش ترانزیستوری انرژی کمتری مصرف می کند.
    کلید واژگان: پرسرعت, چگالی پایین, حافظه غیرفرار, حافظه هیبریدی, کم توان, ممریستور}
    Arash Alijani, Behzad Ebrahimi *, Massoud Dousti
    Memristor is the fourth fundamental element after resistor, capacitor, and inductor. Memristor can become an essential element of SRAM and DRAM caches because of its zero power consumption in data storage and non-volatile state. It can effectively improve the efficiency, speed, and power consumption of circuits. In this paper, we propose a 4T1M memory cell reducing the cell area by maintaining the maximum properties of 6T1M. To simulate the proposed memory cell, the length of the memristors is 10 nm, and the resistance of their on and off states is selected as 1 kΩ and 200 kΩ, respectively. Also, the cell MOS transistors are simulated by the 32 nm HP CMOS PTM model. Simulations in H-Spice software, at 0.9 V power supply, have been conducted to compare the proposed cell characteristics with two conventional six-transistor (6T) and six-transistor one-memristor (6T1M) cells. The results show that using a memristor in a memory cell causes zero power consumption during data storage for a long time and reduces the occupied area by 36.7% compared to the 6T1M cell. The speed of writing “1” data on the proposed cell is only 30 ps, which shows a 3-fold improvement compared to the 6T1M cell, but no significant change is observed when writing “0” data. The static power of the proposed cell is 133 times less than that of a six-transistor cell, and its dynamic power is about the same as the 6T1M cell, but it consumes 60 times less energy than a six-transistor cell.
    Keywords: High speed, hybrid memory, high density, Low power, Memristor, non-volatile}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال