Μεταπτυχιακές Διατριβές
Μόνιμο URI για αυτήν τη συλλογήhttps://dspace.library.tuc.gr/handle/123456789/121
Νέα
9
Περιηγούμαι
Πλοήγηση Μεταπτυχιακές Διατριβές ανά Συγγραφέα "Bucher Matthias"
Τώρα δείχνει 1 - 4 από 4
- Αποτελέσματα ανά σελίδα
- Επιλογές ταξινόμησης
Δημοσίευση Compact modelling of multi-gate MOSFETs for analog design(Πολυτεχνείο Κρήτης, 2015) Gyroukis Georgios; Γυρουκης Γεωργιος; Bucher Matthias; Bucher Matthias; Balas Costas; Μπαλας Κωστας; Kalaitzakis Kostas; Καλαϊτζακης ΚωσταςΤα τελευταία χρόνια, η ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, οδήγησε στην ανάγκη για μείωση του μήκους της πύλης του τρανζίστορ MOS. Η σμίκρυνση τωνδιαστάσεων των συμβατικών τρανζίστορ τεχνολογίας CMOS αναμένεται να γίνεται ολοένα και πιο δύσκολη εξαιτίας της επίπτωσης των φαινομένων μικρού καναλιού, τα οποία διαδραματίζουν όλο και σημαντικότερο ρόλο στην απόδοση της διάταξης. Τα MOSFET πολλαπλών πυλών (multi-gate MOSFET) παρουσιάζονται να είναι οι πιο ελπιδοφόρες διατάξεις που παρέχουν την δυνατότητα επέκτασης της τεχνολογίας σε διαστάσεις νάνο-κλίμακας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι λόγο του καλύτερου ηλεκτροστατικού ελέγχου του καναλιού τα φαινόμενα μικρού μήκους καναλιού καταστέλλονται. Βασικός στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η ανάπτυξη συμπαγών μοντέλων στα οποία θα περιέχονται εξισώσεις για το ρεύμα απαγωγού και τις διαχωρητικότητες των τρανζίστορ πολλαπλών πυλών και πιο συγκεκριμένα ενός τρανζίστορ FinFET που υπό ορισμένες συνθήκες μπορεί να αντιμετωπιστεί ως ένα τρανζίστορ διπλής πύλης (double-gate MOSFET). Τα μοντέλα αυτά θα πρέπει να μπορούν να περιγράφουν την συμπεριφορά των διατάξεων αυτών σε όλες τις περιοχές λειτουργίας. Δηλαδή από την ασθενή έως και την ισχυρή αναστροφή, κάτω και πάνω από την τάση κατωφλίου, καθώς και από γραμμική περιοχή έως την περιοχή κορεσμού. Ο τρόπο που τα περιγράφουν θα πρέπει να είναι τέτοιος ώστε να παραμένει υπολογιστικά αποδοτικό και αξιόπιστο κατά την προσομοίωση κυκλωμάτων. Επίσης να καλύπτει όλα τα φαινόμενα που προκύπτουν από την υποκλιμάκωση των δομών αυτών και τις διαφορετικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή. Τέλος θα πρέπει να διατηρεί την απλότητα και την ακρίβεια του. Τέλος, τα μοντέλα αυτά θα πρέπει να είναι κατάλληλα δομημένα έτσι ώστε να μπορούν να εισαχθούν στα σύγχρονα περιβάλλοντα προσομοίωσης, επιτρέποντας τον σχεδιασμό CMOS κυκλωμάτων νάνο-κλίμακας. Στα συμπαγή μοντέλα, που βασίζονται στον υπολογισμό των φορτίων που εμφανίζονται στην διάταξη (charge based compact models), ρόλο κλειδί αποτελεί η σχέση που συνδέει τα φορτία που εμφανίζονται στην διάταξη με το δυναμικό που εφαρμόζεται στους ακροδέκτες αυτής. Αποτελεί λοιπόν κομβικό σημείο η όσο το δυνατόν πληρέστερη μοντελοποίηση της. Στην παρούσα διατριβή γίνεται μελέτη της συγκεκριμένης σχέσης, κάποιων απλοποιημένων μορφών αυτής και του σφάλματος που εισάγεται στο μοντέλο από τις απλουστευμένες μορφές της. Συνεχίζοντας, στην παρούσα διατριβή μελετάται η εξάρτηση της ηλεκτρικής συμπεριφοράς των νάνο-τρανζίστορ ως προς τη φυσική σχεδίαση (layout) της διάταξης. Πέρα από τις εξαρτήσεις της διάταξης από τα μεγέθη μήκος, πλάτος (και ύψος διαύλου σε FinFET τρανζίστορ), και αριθμός δακτυλίων (fingers) υπάρχει και σημαντική εξάρτηση ως προς τις αποστάσεις από μονωτικές περιοχές, την ύπαρξη dummy (ψεύδο-τρανζίστορ) κλπ. καθώς και η ανάπτυξη κατάλληλων υποκυκλωμάτων τα οποία θα αντιπροσωπεύσουν στις στατιστικές διακυμάνσεις – τόσο σε επίπεδο τεχνολογίας (process) όσο και σε επίπεδο ταιριάσματος στοιχείο-προς-στοιχείο (device-to-device matching) – συναρτήσει των γεωμετρικών δεδομένων (layout). Τέλος, περιγράφεται και η συμπεριφορά του θορύβου των τρανζίστορ, ιδίως όσων αφορά στο θερμικό θόρυβο. Τελικό αποτέλεσμα της όλης μεταπτυχιακής αυτής διατριβής είναι η παράθεση ενός Verilog-Α κώδικα για την προσομοίωση κυκλωμάτων νάνο-τρανζίστορ πολλαπλών πυλών. Οι παράμετροι του μοντέλου προσαρμόστηκαν σε δεδομένα τύπου TCAD καθώς και σε εργαστηριακές μετρήσεις.Δημοσίευση Design and layout techniques in analog/RF integrated circuits(Technical University of Crete, 2014) Papathanasiou Konstantinos; Παπαθανασιου Κωνσταντινος; Bucher Matthias; Bucher Matthias; Kalaitzakis Kostas; Καλαϊτζακης Κωστας; Balas Costas; Μπαλας ΚωσταςΤα τελευταία χρόνια, η ραγδαία ανάπτυξη στα αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα πολύ υψηλών συχνοτήτων (RFIC) οφείλεται κυρίως στην εξέλιξη της τεχνολογίας CMOS. Οι λόγοι που οδήγησαν σε αυτήν την ανάπτυξη συνοψίζονται κυρίως στους εξής: την υψηλή απόδοση, που απορρέει από τη σμίκρυνση του μήκους καναλιού των CMOS τεχνολογιών, το χαμηλότερο κόστος τους, συγκριτικά με άλλες τεχνολογίες, καθώς και την γρήγορη ενσωμάτωση τους στον τομέα της μικροηλεκτρονικής. Αποτέλεσμα των παραπάνω, είναι τεχνολογίες CMOS με μήκος καναλιού κάτω από τα 45nm να θεωρούνται, πλέον, αιχμή της τεχνολογίας. Λόγω του υψηλού λόγου απόδοσης προς κόστος και της αξιοπιστίας (reliability) τους, τεχνολογίες με μεγαλύτερα μήκη καναλιού (90nm ή και 180nm) χρησιμοποιούνται ακόμα και στις μέρες μας κατά κόρον στην σχεδίαση και κατασκευή RFICs. Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη και αξιοποίηση τεχνικών σχεδίασης για RFICs υψηλής απόδοσης, καλύπτοντας ένα μεγάλο εύρος CMOS τεχνολογιών, από τα 90nm ως τα 30nm. Η παρούσα έρευνα εκτείνεται από την ορθή υλοποίηση του φυσικού σχεδίου (layout) RF διατάξεων και κυκλωμάτων έως τον καθορισμό του βέλτιστου σημείου λειτουργίας τους και βρίσκει εφαρμογή σε κυκλώματα ενισχυτών χαμηλού θορύβου (LNA). Για τον σκοπό αυτό σχεδιάστηκε, υλοποιήθηκε και κατασκευάστηκε ένα RF τεστ τσιπ σε τεχνολογία 90nm της TSMC. Οι δομές που υλοποιήθηκαν, στη συνέχεια μετρήθηκαν on wafer,, χαρακτηρίσθηκαν και μοντελοποιήθηκαν με το EKV3 μοντέλο έως τα 26.5GHz. Εν συνεχεία, μελετήθηκε και παρουσιάζεται η επίδραση βασικών παραμέτρων σχεδίασης, όπως μήκος (L), πλάτος (W) καναλιού, αριθμός δακτύλων (NF) στην απόδοση των MOSFET δομών και των ενισχυτών χαμηλού θορύβου, μέσω αντιπροσωπευτικών δεικτών απόδοσης (figures of merit), σε τεχνολογία με μήκος καναλιού 90nm. Οι συγκεκριμένοι δείκτες απόδοσης μελετήθηκαν επίσης σε προηγμένη CMOS τεχνολογία με μήκος καναλιού 30nm. Tα αποτελέσματα, τα οποία επικυρώθηκαν με το EKV3 μοντέλο, ανέδειξαν την μετατόπιση του βέλτιστου σημείου λειτουργίας RF κυκλωμάτων προς το μέσο της περιοχής μέτριας αναστροφής, με την μείωση του μήκους καναλιού. Το γεγονός αυτό είναι πολύ σημαντικό, καθώς καθιστά εφικτή την μείωση της κατανάλωσης ισχύος, με ταυτόχρονη αύξηση της συνολικής απόδοσης των εν λόγω κυκλωμάτων.Δημοσίευση Simultaneous multi-spectral imaging system: application in real-time, unsupervised classification in endometrial endoscopy(Technical University of Crete, 2013) Kavvadias Vasileios; Καββαδιας Βασιλειος; Balas Costas; Μπαλας Κωστας; Zervakis Michalis; Ζερβακης Μιχαλης; Bucher Matthias; Bucher MatthiasΔημοσίευση Βελτιστοποίηση σχεδιασμού φωτοβολταϊκών μετατροπέων DC/AC(Technical University of Crete, 2014) Saridakis Stefanos; Σαριδακης Στεφανος; Koutroulis Eftychios; Κουτρουλης Ευτυχιος; Kalaitzakis Kostas; Καλαϊτζακης Κωστας; Bucher Matthias; Bucher MatthiasΤα τελευταία χρόνια το ποσοστό της ενέργειας που παράγεται από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας αυξάνεται σημαντικά. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι αυτά με την πιο δυναμική και αξιόπιστη συμβολή στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι αντιστροφείς DC/AC χωρίς μετασχηματιστή αποτελούν το κύριο στοιχείο ενός φωτοβολταϊκού συστήματος στην ταχέως αναπτυσσόμενη αγορά των διασυνδεδεμένων φωτοβολταϊκών συστημάτων. Οι αντιστροφείς αυτοί μπορούν να σχεδιαστούν χρησιμοποιώντας διάφορες εναλλακτικές λύσεις που είναι διαθέσιμες, όπως είναι η τοπολογία του αντιστροφέα, η τεχνολογία κατασκευής των ημιαγωγών ισχύος και η δομή του φίλτρου εξόδου. Επίσης, οι ημιαγωγοί που βασίζονται στο καρβίδιο του πυριτίου (SiC) έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται τα τελευταία χρόνια σε φωτοβολταϊκές εφαρμογές, έναντι των ημιαγωγών που βασίζονται στο πυρίτιο (Si), λόγω της ικανότητας τους να λειτουργούν αξιόπιστα σε υψηλά επίπεδα θερμοκρασίας και συχνοτήτων μεταγωγής, παρέχοντας ταυτόχρονα υψηλή απόδοση. Σε αυτή την μεταπτυχιακή εργασία, παρουσιάζεται μια νέα τεχνική σχεδιασμού με χρήση γενετικού αλγορίθμου για τη βελτιστοποίηση της συχνότητας μεταγωγής και της δομής του φίλτρου εξόδου (είτε LCL ή LLCL) σε διάφορους εμπορικούς φωτοβολταϊκούς αντιστροφείς, όπως οι Η5, Η6, NPC, ANPC και Conergy-NPC χωρίς την χρήση μετασχηματιστή και οι οποίοι ως υλικό κατασκευής των ημιαγωγών έχουν είτε το SiC, είτε το Si. Τα αποτελέσματα του σχεδιασμού αποδεικνύουν ότι οι βελτιστοποιημένοι φωτοβολταϊκοί αντιστροφείς που βασίζονται στην τεχνολογία SiC είναι πιο αποτελεσματικοί από την άποψη της παραγωγής ενέργειας από αυτούς που βασίζονται στο Si. Έτσι, η προτεινόμενη μεθοδολογία επιτρέπει τη βέλτιστη σχεδίαση για τη μεγιστοποίηση του οικονομικού οφέλους που προκύπτει κατά τη διάρκεια ζωής του εγκατεστημένου φωτοβολταϊκού συστήματος. Τέλος, για την εκτέλεση του αλγορίθμου χρησιμοποιήθηκε ο υπολογιστής πλέγματος του Πολυτεχνείου Κρήτης.