比-雙極性器件還是CMOS器件比較(二)
上傳時間:2012年2月24日 關(guān)鍵詞:CMOS、雙極型器件
混合信號與低功耗應(yīng)用 據(jù)觀察,在特定的醫(yī)療應(yīng)用中,雙極性器件的模擬性能優(yōu)于CMOS器件。但有些應(yīng)用需要處理混合信號,對于模擬和數(shù)字兩種處理能力都有要求。這類應(yīng)用一般都需要有極低功耗的運行能力。 例如,心臟起搏器等植入式設(shè)備要以有限的電源長期工作。這種設(shè)備既需要低功耗模擬電路來檢測身體的生理信號,又需要低功耗數(shù)字及存儲器功能來轉(zhuǎn)換和存儲這些信號。此外,高級植入式設(shè)備還需要低功耗無線通信為體外的基本單元傳輸信息?! ⊥ㄟ^對信號類型和工作模式進行更深入的分析,可以看出這些設(shè)備一般都具有低占空比。比如,它們只有在進行測量或處理的極短時間內(nèi)被激活,其余大部分時間都處于休眠狀態(tài)。占空比不足 1%的情況在這些應(yīng)用中并不少見。另一個特性是大多數(shù)信號本身都處于低頻率狀態(tài)。因此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的帶寬和采樣頻率可限定為數(shù)十千赫茲甚至更低。此外,一些使用的外部電池供電的消費類設(shè)備也具有類似的性能與功耗要求?! 「鶕?jù)以上要求,這些設(shè)備還需具備低斷態(tài)漏電電流。這就意味著在這種工藝技術(shù)中必須權(quán)衡性能與漏電。一般來說,這些工藝的柵極長度在130nm到350nm之間,將來也可能達(dá)到到90nm。對于可移植設(shè)備而言,漏電流性能可隨工藝、溫度或電源的變化而變化,這是一個重要參數(shù),因為它將直接影響電池的使用壽命。圖4顯示了采用NMOS工藝設(shè)備的漏電流(Ioff)與驅(qū)動電流(Idrive)隨溫度變化而變化的情況。Idrive與溫度變化關(guān)系不大,而Ioff則具有顯著的溫度相關(guān)性。圖5是PMOS設(shè)備的溫度相關(guān)性圖。由于溫度變化幅度不大,Ioff隨溫度變動的情況可以接受。圖6所示的是環(huán)形振蕩器頻率,是一項顯示設(shè)備電源電壓功能典型的品質(zhì)因數(shù),在實際應(yīng)用中也可作為權(quán)衡漏電與性能的準(zhǔn)則。
圖4:NMOS設(shè)備中漏電流與驅(qū)動電流隨溫度變化

圖5:PMOS設(shè)備中漏電流與驅(qū)動電流隨溫度變化

圖6:環(huán)形振蕩器頻率被看作電源功能之一
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