심차마이크론 MOSFET에서 열적노이즈 분석 모델

전문가 제언

○ 산란 파라미터로 묘사되는 극초단파(microwave)회로에 있어서 노이즈를 파동으로 취급하면 편리한 경우가 많다. n-포트 망에서 노이즈 특성은 각 포트에서 출발하는 각 1개의 노이즈파, 그리고 이들 노이즈파 상호간 연관성을 정의하는 데 노이즈상관매트릭스(correlation matrix) C를 사용한다.

○ n-포트 망에서 y-파라미터는[I]=[Y][V]로 정의되는데 각 단자에서 발생하는 노이즈를 고려하기 위해서 [I]=[Y][V]+[i]와 같이 노이즈를 추가한다. 여기서 [i]는 노이즈벡터이다. 노이즈상관매트릭스는 노이즈 벡터의 외적(outer product, 노이즈 벡터를 그 셀프 어조인트(complex conjugate transpose)로 곱한 것)으로 정의한다. 노이즈지수 F는 노이즈상관매트릭스 ‘C’와 산란파라미터 매트릭스 ‘S’를 이용하여 산출하는데 n=2인 경우 포트 1과 포트 2에 예를 들면 F=1+c22/(k·T0|S21|2)로 산출한다.

○ 전자회로에서 발생하는 노이즈의 종류를 보면 Shot noise(전류는 discrete 전하에 의해 운반되는 것이므로 맥동이 포함됨), Thermal noise(열적 노이즈, Johnson-Nyquist noise, Johnson noise or Nyquist noise, white noise라고 하기도 함. 전하캐리어가 도체 속에서 랜덤으로 움직이고 있기 때문에 발생하는 전류의 평형 상태 맥동), Flicker noise(pink noise 혹은 1/f noise라고 하기도 하는데 도체 속의 불순물, 등 다양한 원인. DC전류와 연관.), Burst noise(전압이 갑자기 계단형으로 변화할 때 발생, 오디오 시스템에서는 팝콘 노이즈라고 하기도 함.), Avalanche noise(애벌랜쉬 노이즈. 전자 소자에 애벌랜쉬 발생으로 인한 것) 등이 있다. 이 중 열적 노이즈가 가장 큰 문제가 되고 있다.

○ 이 글에서는 MOSFET 채널 노이즈 분석을 위한 종래의 모델에 단채널 효과를 충분히 반영하지 못하는 문제점이 있음을 지적하고 이동도열화, 고온캐리어, 벌크전하, 채널길이변조 등 단채널 효과를 모두 반영하는 모델을 제시하였다. 모델은 단순하여 바이어스, 소자 크기, 소자 제작 기술 관련 사항만 입력으로 요구되고 있어서 RF IC 설계 분야 응용에 편리할 것으로 생각된다.

저자

Zhi-Qiang Lu, Feng-Chang Lai

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정보통신

연도

2009

권(호)

59(2)

잡지명

Analog Integrated Circuits and Signal Processing

과학기술
표준분류

정보통신

페이지

185~189

분석자

황*룡

분석물

• 심차마이크론 MOSFET에서 열적노이즈 분석 모델.pdf [352,366 byte]

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