طراحی و تحلیل مبدل آنالوگ به دیجیتال کم‌توان با استفاده از ترانزیستور نانولوله کربنی

امروزه مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال به عنوان جزء جدایی‌ناپذیر از سیستم‌های بر روی تراشه به شمار می‌آیند زیرا فاصله بین دنیای فیزیکی آنالوگ و دنیای منطقی دیجیتال را از بین می‌برند. این امر و تمایل روزافزون به استفاده از تجهیزات قابل حمل، سبب شده ملزومات طراحی این مبدل‌ها مانند سرعت، توان مصرفی و سطح اشغالی بهبود یابند. راهکارها و روش‌های مختلفی جهت بهبود عملکرد مبدل‌ها ارائه شده که روز به روز در حال پیشرفت می‌باشند. با توجه به اهمیت روزافزون مبدل‌ها، در این مقاله یک adc سریع و کم‌توان با استفاده از cntfet طراحی شده و عملکرد آن با نمونه مشابه mosfet با همان طول کانال مورد بررسی قرار گرفته و همچنین عملکرد مبدل طراحی‌شده با دو نوع کدگذار مختلف، rom و fat tree مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه، نتایج شبیه‌سازی که با بهره‌گیری از نرم‌افزار hspice در تغذیه 9/0 ولت به دست آمده ارائه گردیده است. نتایج شبیه‌سازی مبدل در فناوری cntfet بهبود قابل توجهی در پارامترهای توان و تاخیر نسبت به طراحی مشابه در فناوری cmos نشان می‌دهد. توان مصرفی و تاخیر مبدل مبتنی بر نانولوله کربنی با کدگذار نوع rom به ترتیب 5/92% و 54% و با کدگذار fat tree به ترتیب 93% و 72% نسبت به مبدل‌های مبتنی بر ترانزیستورهای cmos بهبود یافته‌اند.

Analysis and Design of a Low Power Analog to Digital Converter Using Carbon NanoTube Field Effect Transistors

Nowadays, analog to digital (A/D) converters are indistinguishable parts of system on chip (soC) structures because they omit the distance between analog real data and digital logic world. Due to this fact and ever increasing trend for using portable instruments, the figures of merit for design of these converters such as speed, power and occupied area are improved. Different methods are proposed to improve the performance of these converters. In this paper, we design a fast and low power ADC using carbon nanotube field effect transistor (CNTFET) and then its performance is comprehensively compared with a MOSFET based counterpart at the same technology node. The performance is studied two encoders: ROM and Fat tree. The obtained results are presented using HSPICE simulator at 0.9 V power supply. The simulated data from CNTFET based converter shows significant improvements in delay and power compared with its CMOS based counterpart. The power and delay obtained from CNTFET based converter using ROM encoder are improved by 92.5% and 54% with respect to the same parameters obtained from CMOS based design while the improvements using a Fat tree encoder in CNTFET converter reaches 93% and 72% in comparison with CMOS conventional design.