A new compact transistor model and its application to design methods and computer simulation of analog/RF circuits

Los chips semiconductores son componentes esenciales de la sociedad moderna gracias al asombroso éxito de la tecnología de fabricación. Por otro lado, este éxito también ha generado importantes desafíos para el diseño de circuitos integrados (CI). De hecho, el diseño de numerosos chips complejos para áreas en crecimiento como la inteligencia artificial (IA), el Internet de las cosas (IoT) y las tecnologías inalámbricas 5G y 6G requiere, a su vez, métodos de diseño más eficaces y un aumento significativo en el número de ingenieros de diseño. Lamentablemente, debido a que la mayoría de los planes de estudio de Ingeniería Eléctrica e Informática se centran en el software, con escaso énfasis en el hardware, la escasez mundial de diseñadores de CI está aumentando a medida que los chips más complejos se vuelven omnipresentes. Los modelos complejos y opacos de los transistores modernos constituyen uno de los primeros obstáculos que debe superar quien se inicia en el diseño de CI. En este proyecto, desarrollaremos el soporte necesario para el diseño de CI utilizando un nuevo modelo MOSFET sencillo. Nuestro trabajo se basará en el modelo ACM2, propuesto recientemente, que es, de hecho, el primer modelo de una sola pieza con menos parámetros eléctricos. Junto con los kits de diseño de procesos (PDK) y las herramientas de código abierto, este modelo compacto, sencillo y preciso, disponible en simuladores de código abierto, facilitará la incorporación de nuevos ingenieros al diseño de circuitos integrados (CI). Las técnicas de diseño basadas en la relación transconductancia/corriente (Gm/I) y en el modelo ACM ya existen, pero su ámbito de aplicación es limitado. Estas técnicas no abordan ni el diseño de circuitos de radiofrecuencia (RF), donde el ruido es una especificación clave, ni los circuitos de ultrabajo consumo, que requieren un modelo adecuado de corrientes de fuga. Al añadir algunos parámetros al modelo ACM2 para tener en cuenta específicamente el ruido y las I.