FinFET kullanarak anahtarlamalı kapasite devre tasarımı ve uygulamalar

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, ELEKTRİK VE ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MORTEZA BABAEIAN FAR

Danışman: FIRAT KAÇAR

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Modern teknoloji eğilimleri göz önüne alındığında, yarı iletken entegre devre üretim süreçlerine uygun ve çok yönlü yapıların önemi giderek artmaktadır. Bu tez, bu talebi karşılamak amacıyla geliştirilen en önemli yapılardan biri olan anahtarlamalı kapasitör devrelerini ve bunların çeşitli uygulamalarını incelemektedir. Çalışmanın ilk bölümünde, FinFET anahtarlarının fiziksel yapısı, karakteristik eğrileri ve anahtar olarak kullanılma nedenleri detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Ayrıca, anahtarlamalı kapasitör devrelerinde tercih edilme sebepleri de tartışılmıştır. FinFET, gate kanalın iki, üç veya dört tarafına yerleştirildiği ya da kanalın etrafına sarıldığı bir alt tabaka üzerine inşa edilmiş bir MOSFET'tir (metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör). Bu yapı, akım kontrolünü sağlayan bir geçit ile çevrilidir. FinFET yapılarının öne çıkan özellikleri; hızlı olması, çok küçük boyutlarda üretilebilmesi ve düşük güç seviyelerine ulaşabilmesidir. İlk bölümde ayrıca, anahtarlamalı kapasitörlerin temel prensipleri ve işleyişi hakkında da bilgi verilmiştir. Bu devrelerin modern elektronik sistemlerdeki önemi ve uygulama alanları tartışılmıştır. Tezin sonraki bölümünde, MOSFET ve FinFET kullanılarak üç farklı entegratör modelinin nasıl uygulandığı incelenmiştir. Bu bölümde ayrıca, FinFET'in MOSFET'e göre sağladığı avantajlar ve bu avantajların neden tercih edilmesi gerektiği detaylandırılmıştır. Bir sonraki bölümde, DDSB biaslı önerilen bir CFC sunulmuştur. Bu CFC Op-Amp, benzer yapılarla karşılaştırıldığında sağladığı avantajlarla birlikte ele alınmıştır. Son olarak, önerilen CFC Op-Amp kullanılarak tasarlanan bir entegratör modeli sunulmuştur. Bu tezde gerçekleştirilen simülasyonlar, LTspice simülasyon araçları kullanılarak yapılmış olup, simülasyonlarda kullanılan FinFET modelleri 32 nm PTM modelleridir. Çalışmanın sonuçları, modern yarı iletken cihazlarda performans ve verimliliğin artırılmasına yönelik önemli katkılar sunmaktadır.