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Fully-Depleted SOI CMOS Circuits and Technology

for Ultralow-Power Applications

  • Takayasu Sakurai
  • Akira Matsuzawa
  • Takakuni Douseki

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages i-xiii
  2. Makoto Yoshimi
    Pages 1-22
  3. Hideaki Matsuhashi
    Pages 23-81
  4. Takakuni Douseki
    Pages 131-211
  5. Tsuneo Tsukahara
    Pages 213-306
  6. Shunsuke Baba
    Pages 307-335
  7. Takakuni Douseki
    Pages 337-365
  8. Tohru Mogami
    Pages 367-404
  9. Back Matter
    Pages 405-411

About this book

Introduction

5. 2 RF Building Blocks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 5. 2. 1 Piezoelectric Oscillators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5. 2. 2 Voltage Reference Generator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 5. 2. 3 Transmit/Receive Switches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5. 2. 4 Low-Noise Amplifiers (LNAs). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 5. 2. 5 Power Amplifiers (PAs). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 5. 2. 6 Mixers and Image-Rejection Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 5. 2. 7 Voltage-Controlled Oscillator (VCO). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 5. 2. 8 Limiting Amplifiers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 5. 2. 9 gm-C Filters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 5. 3 A/D and D/A Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 5. 3. 1 Cyclic A/D Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 5. 3. 2 Sigma-Delta A/D Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 5. 3. 3 Current-Steering D/A Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 5. 4 DC-DC Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 5. 4. 1 Design of DC-DC Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 5. 4. 2 Switched-Capacitor (SC)-Type Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 5. 4. 3 Buck Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 5. 4. 4 Applicable Zones for SC-Type and Buck Converters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 5. 4. 5 On-chip Distributed Power Supplies for Ultralow-Power LSIs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 5. 5 I/O and ESD-Protection Circuitry for Ultralow-Power LSIs . . 291 5. 5. 1 Standard Interface Trends. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 5. 5. 2 Problems with I/O Circuits for 0. 5-V/3. 3-V Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 5. 5. 3 Guidelines for Design of Interface Circuits. . . . . . . . . . . . . . . . . 293 5. 5. 4 Performance of I/O Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 5. 5. 5 ESD Protection with FD-SOI Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 5. 5. 6 Design and Layout Requirements for ESD Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 5. 6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 viii 6. SPICE Model for SOI MOSFETs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 6. 1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 6. 2 SPICE Model for SOI MOSFETs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 6. 3 Parameter Extraction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 6. 4 Example of SOI MOSFET Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Keywords

Bluetooth MTCMOS VLSI battery-less application consumption fully-depleted SOI green-energy use integrated circuit metal oxide semiconductur field-effect transistor microprocessor mixed digital-analog circuit reduction of environmental burden self-powered short-range wireless system ubiquitous service

Authors and affiliations

  • Takayasu Sakurai
    • 1
  • Akira Matsuzawa
    • 2
  • Takakuni Douseki
    • 3
  1. 1.Center for Collaborative Research, and Institute of Industrial ScienceUniversity of TokyoJapan
  2. 2.Tokyo Institute of TechnologyJapan
  3. 3.NTT CorporationNTT Microsystem Integration LabsJapan

Bibliographic information

  • DOI https://doi.org/10.1007/978-0-387-29218-2
  • Copyright Information Springer 2006
  • Publisher Name Springer, Boston, MA
  • eBook Packages Engineering
  • Print ISBN 978-0-387-29217-5
  • Online ISBN 978-0-387-29218-2
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