一、主从JK触发器的一次变化问题(论文文献综述)
杨进[1](2020)在《基于N-IGZO和P-SnO薄膜晶体管的互补集成电路以及器件模型的研究》文中研究说明目前,薄膜晶体管(TFT)已发展成一个巨大的产业,应用于显示器等领域,业界主流的TFT技术有低温多晶硅(LTPS)、非晶硅(a-Si)和氧化物TFT。随着新兴电子技术的出现,以可穿戴电子和柔性显示为代表,薄膜集成电路变得越来越重要,并且对薄膜材料性能提出了新的要求,比如成本低,可柔性,稳定性高等。a-Si的场效应迁移率低,而且在可见光或偏压下阈值电压会发生漂移。LTPS受限于多晶特性均一性相对较低且工艺复杂导致成本高。新兴的有机半导体、碳纳米管等TFT近年来发展也很迅速,但因还存在稳定性、纯度等问题,产业技术成熟度还需进一步提升。非晶铟镓锌氧(a-IGZO)的出现使氧化物半导体受到越来越多的关注。相比于其他主流TFT技术,氧化物半导体具有可见光下透明、场效应迁移率高、稳定性和均一性好、可低温甚至室温制备(因此可在柔性衬底上加工)、成本低等优点。当前报道的氧化物电路大部分是单极技术,特别是基于IGZOTFT。造成这种现状的根源在于难以获取高性能的P型氧化物TFT。然而与单极技术相比,互补技术展现了全方面的优势,包括但不限于功耗低、抗干扰能力强、集成度密度高、轨对轨输出等。为了实现氧化物互补电路,一些课题组采用了混合互补技术,使用有机或者其他材料的P型TFT与N型氧化物TFT搭配,取得了不错的电路性能。混合互补技术最大的问题在于工艺复杂和解决工艺兼容带来的高成本。在报道的有限P型氧化物材料中,氧化亚锡(SnO)被认为是最有前途的材料之一,主要是由于空穴迁移率高,可低温大规模制备,且稳定性好。基于全氧化物半导体的互补技术理论上是最佳方案,尽管有一些相关的文献报道,但是发展十分缓慢,研究的电路还局限在反相器、逻辑门、环形振荡器等简单电路单元,这些电路功能单一,集成度低。更重要的是在时序逻辑电路方面,特别是触发器的研究还是空白。为了更快推动氧化物半导体应用于新兴领域,提升全氧化物互补电路的功能和规模迫在眉睫。任何集成电路技术的发展都需要精准的器件模型在仿真时准确地预测电路行为,因为这样能够让电路设计变得更加高效并且节约成本。主流建模方法为半经验法,在载流子输运机制和材料特性的基础上添加一些拟合函数或者经验参数。当前研究氧化物TFT模型的文献基本局限于N型TFT,可以满足单极氧化物电路仿真的需求,由于P型氧化物TFT的一些物理机制尚不明确,使用半经验法建模存在极大的挑战,导致相关研究非常少,这也是其他新型半导体材料正在或即将面临的问题。因此,寻找一种不考虑物理机制和材料特性的建模方法有利于推动全氧化物互补电路仿真技术的发展,也为其他新型半导体材料提供参考。论文针对氧化物半导体在互补集成电路方面发展落后的现状,以N型IGZO TFT和P型SnO TFT为基础,设计并研制了大面积均匀且稳定性好的高性能互补反相器,并首次制备出静态随机存取存储器(SRAM),也首次系统地制备了三种类型的触发器,特别是边沿D触发器的实现填补了当前研究空白。基于边沿D触发器并集成90个TFTs,本论文设计并成功制备了一个2位二进制可逆计数器,并从功能和良品率两方面论证了 N-IGZO与P-SnO大规模互补集成的可能性。论文详细分析了这些电路的电学性能,并将它们的性能参数与已报道的文献进行了比较。首次将人工神经网络(ANN)建模方法应用于SnO TFT,并在电路仿真软件平台实现了器件特性仿真。论文的主要研究内容如下:1.高性能反相器出色的器件均一性是大规模集成电路正常工作的必要前提。目前P型氧化物TFT仍处于起步阶段,很少有文献做过相关实验。本论文从所研制的P型SnO TFTs中随机选取8个,通过计算在不同VDs下它们阈值电压的平均值和标准方差,对器件性能均一性进行了评估。这些SnO TFTs展现了和IGZO TFTs一样出色的均一性。反相器是现代电路系统的基石,评价反相器性能的参数主要有三个:开关阈值电压(VsP),最大电压增益(Gainmax)和噪声容限水平(或者过渡宽度)。当SnO TFT宽长比与IGZO TFT宽长比的比值(A)为8时,能够使VSP接近理想状态,等于电源电压一半(VDD/2)。在1 cm × 1 cm的衬底上随机挑选N=8但IGZO TFT宽长比不同的12个反相器。对核心参数进行离散度分析,在VDD=8 V时,VSP为4±0.022 V,意味着每个反相器的VSP都达到理想状态,且高、低噪声容限水平均衡;过渡宽度仅为1.04±0.024 V,有效输入电压比例高达87.5%,抗干扰能力极强;Gainmax为113±16.5,最高值达到142,打破了当时全氧化物互补反相器的Gainmax记录。相对文献报道的氧化物互补反相器存在以上三个核心性能参数不能兼顾的问题,本实验制备的反相器首次同时实现了理想的VSP、高的噪声容限水平且两者均衡和极高的Gainmax,并且出色的性能完全可重复。2.高性能SRAMSRAM单元对于数据处理是必不可少的电路模块。论文首次制备出全氧化物互补SRAM单元,面积只有0.0208 mm2,在报道的基于柔性半导体的SRAM单元中是最小的。基于传统的静态电压传输特性曲线方法研究了读、写和保持状态下的工作稳定性,通过图形化的方式提取出读、写和保持静态噪声容限,分别为1.43、1.67和2.3 V。另外,SRAM单元的疲劳测试以及在空气中放置5个月后重新测试的静态电压传输特性显示无论是长时间工作或者长期暴露在空气中都具有很好的稳定性。由于SRAM单元在读操作时更容易失败,N曲线方法也被用于分析读稳定性,静态电流和电压噪声容限分别为13 μA和2.05 V。数据写入时间是一个非常重要的参数,越短越好,可从动态波形中提取。写“1”和写“0”的转换时间分别为121和82 μs,和其他基于柔性半导体的SRAM单元相比,这是最短的写入时间。研究结果表明,使用氧化物半导体制备的互补SRAM拥有出色的性能,具有极高的潜力用于大规模柔性电子中的数据存储和处理。3.时序逻辑电路当前还没有文献报道全氧化物互补边沿D触发器,更不用说功能复杂且集成度更高的时序逻辑电路,研究进度远远落后于单极电路等。论文首次制备出全氧化物互补边沿D触发器,并研究了边沿D触发器输出信号对输入信号电压范围变化的鲁棒性,发现即使输入信号的高、低电平电压差小至1 V(高电平电压为4.5 V,低电平电压为3.5 V),输出信号仍然能够保持不变。其次,从动态波形中提取了边沿D触发器的延迟时间。从“0”到“1”和从“1”到“0”的传播延迟时间分别为17和40 μs,相应的传输延迟时间分别为31.6和46.3 μs。与基于有机半导体的互补边沿D触发器相比,这样的延迟时间也是非常短的。最后,基于高性能互补边沿D触发器,论文使用90个TFTs设计并成功制备了一个2位二进制可逆计数器,实现了加计数和减计数功能。该电路良品率为55%,简单折算成单个TFT的良品率为99.34%。论文从功能和良品率两方面论证了N-IGZO与P-SnO大规模互补集成的可能性。4.SnO TFT器件模型仿真技术是薄膜集成电路技术发展过程中必不可少的一环,然而由于缺乏精准的SnOTFT模型,全氧化物互补电路的仿真工作便无从谈起。论文首次将ANN应用于SnO TFT建模,选择多层感知器神经网络并采用反向误差传播算法。根据影响漏-源电流(IDS)的内部和外部参数,模型确定了三个输入变量和一个输出变量。训练样本为7个不同W/L值SnO TFTs的输出特性曲线。论文研究了样本容量大小对性能和迭代时间的影响,确定了恰当的电压采样间隔。另外,神经元数量和迭代次数分别设置为50和500。使用平均绝对相对误差(MARE)计算ANN模型的精度。将漏-源电压(VDS)的一部分电压范围用于训练神经网络,剩余电压范围用于预测IDS,开态电流MARE为2.25%。同样使用一部分栅-源电压(VGS)范围预测IDS,开态电流MARE为0.3%。可见建立的SnO TFT模型精度足够高,能够满足电路仿真要求。最后,从ANN模型到可用于电路仿真软件的模型还需要使用Pspice语言转换为Pspice模型,论文也顺利完成了这一部分的工作。
肖燕[2](2010)在《基于CMOS的JK触发器的设计》文中指出触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件,是构成多种时序电路的最基本逻辑单元。主从型JK触发器克服了在CLK有效电平期间多次翻转现象,具有一次翻转特性。本次是用MOS器件设计一个JK触发器。通过JK触发器的功能设计电路图,再转换为MOS器件的电路。同时设计了他的基本组成电路的设计过程,即与非门和反相器的设计。结果是比较理想的,实现了JK触发器的作用。
罗飞[3](2005)在《PSPICE在触发器特性分析中的应用》文中研究指明触发器在数字电子技术课程中占有非常重要的地位。从电路结构、逻辑功能以及触发方式等方面看,触发器的种类繁多,在某些概念、名称的解释以及特性分析时,不同的教材或教学指导书中有着不尽相同的描述,甚至出现明显的错误,容易使学生感到困惑。为此我们大力推广PSP ICE的应用,结合课程内容及时介绍模拟分析的方法和技巧。本文针对触发器的有关问题进行了讨论,并给出模拟分析结果,澄清了一些模糊认识,提高了学生的学习兴趣,产生了良好的教学效果。
王诗兵,陈军宁[4](2005)在《关于主从触发器若干问题的注解》文中认为在对国内若干数字电路教材中主从触发器内容分析的基础上,对主从触发器的含义、图形符号、一次变化等问题进行了探讨,提出了现行教材存在的不足,并给出了处理意见。
周来秀[5](2005)在《主从JK触发器一次变化现象的分析》文中进行了进一步梳理从逻辑反馈的角度并结合同步RS触发器的逻辑功能分析了主从JK触发器一次变化现象.
卢容德,付润江[6](2004)在《主从JK触发器的问题讨论》文中提出深入分析了JK触发器的工作原理,总结出了描述其功能的12字口诀,提出了选择CP参数的原则。对一次变化现象作了全面的讨论,论述了一次变化现象和空翻问题不可同时消除的实质。
姜春玲[7](2002)在《主从JK触发器的一次变化问题》文中研究表明着重对主从型JK触发器CP=1期间,输入信号有变化的情况进行了分析,得出一次变化问题产生的原因及后果.强调CP=1期间,输入端信号必须保持不变.
王素玲[8](2002)在《主从JK触发器一次翻转问题的解决》文中指出通过改接JK主从触发器的两条反馈线的接点 ,将从触发器对主触发器的封锁改为主触发器的自我控制 ,从而消除了空翻和一次翻转现象的发生。改进后的触发器在高电平接受信号、下降沿触发 ,完全不存在一次变化问题 ,同时解决了抗干扰问题。
陈敬远[9](2002)在《一次变化问题引出分析主从JK触发器简易法》文中研究指明主从JK触发器的次态由于存在一次变化问题而变得复杂。本文通过对一次变化问题的分析,归纳出确定主从JK触发器次态的简易方法。
赵秀华,吕虹[10](2001)在《确定非正常触发主从JK触发器次态的一种简单方法》文中指出通过对非正常触发时主从 JK触发器可能出现的工作波形的详细分析 ,归纳出了非正常触发时确定主从 JK触发器次态的简单方法。
二、主从JK触发器的一次变化问题(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、主从JK触发器的一次变化问题(论文提纲范文)
(1)基于N-IGZO和P-SnO薄膜晶体管的互补集成电路以及器件模型的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 薄膜晶体管 |
1.2 N型氧化物半导体 |
1.3 P型氧化物半导体 |
1.4 TFT器件结构 |
1.5 基于氧化物半导体的集成电路 |
1.6 器件模型研究 |
1.6.1 器件建模介绍 |
1.6.2 器件建模方法 |
1.7 本论文的课题选取与研究 |
第二章 基于IGZO TFT和SnO TFT的高性能反相器 |
2.1 引言 |
2.2 IGZO TFT和SnO TFT的制备与特性表征 |
2.2.1 器件制备 |
2.2.2 器件特性表征 |
2.2.3 器件均一性 |
2.3 基于IGZO TFT和SnO TFT的反相器 |
2.3.1 工作原理 |
2.3.2 特性分析 |
2.3.3 功耗 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于IGZO TFT和SnO TFT的高性能SRAM |
3.1 引言 |
3.2 工作原理 |
3.3 设计与制备 |
3.4 稳定性研究 |
3.4.1 基于SVTC曲线的稳定性分析 |
3.4.2 基于N曲线的读稳定性分析 |
3.5 动态特性研究 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于IGZO TFT和SnO TFT的时序逻辑电路 |
4.1 引言 |
4.2 “If-else”组合逻辑电路 |
4.3 触发器 |
4.3.1 电平D触发器 |
4.3.2 主从JK触发器 |
4.3.3 边沿D触发器 |
4.4 2位二进制可逆计数器 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于人工神经网络的SnO TFT建模 |
5.1 引言 |
5.2 人工神经网络 |
5.3 建立ANN模型 |
5.3.1 BP神经网络 |
5.3.2 基于MATLAB的程序实现 |
5.4 建立Pspice模型 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
附录一 |
附录二 |
附录三 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间的研究成果 |
Paper Ⅰ |
Paper Ⅱ |
Paper Ⅲ |
Paper Ⅳ |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(2)基于CMOS的JK触发器的设计(论文提纲范文)
1 引言 |
2 设计过程 |
2.1 设计方法 |
2.2 问题分析解决 |
3 结论 |
(3)PSPICE在触发器特性分析中的应用(论文提纲范文)
1 同步触发器的空翻现象 |
1.1 空翻的定义 |
1.2 模拟实验 |
2 主从触发器的一次变化现象 |
2.1 发生一次变化现象的条件 |
2.2 分析举例 |
2.3 模拟实验 |
2.4 两种特例的说明 |
1) D触发器的一次变化现象 |
2) 不具有一次变化现象的主从JK触发器 |
(4)关于主从触发器若干问题的注解(论文提纲范文)
1 引言 |
2 主从触发器“主从”的含义 |
2.1 主从电路结构 |
2.2 主从触发方式 |
2.3 主从结构与主从触发方式的关系 |
3 主从触发器的图形符号 |
4“一次变化”现象 |
5小结 |
(5)主从JK触发器一次变化现象的分析(论文提纲范文)
1 逻辑反馈和逻辑与 |
2 由主从RS触发器到主从JK触发器 |
3 主从JK触发器的一次变化现象 |
4 结论 |
(6)主从JK触发器的问题讨论(论文提纲范文)
1 主从JK触发器的引出 |
2 主从JK触发器的功能分析 |
3 几点讨论 |
(7)主从JK触发器的一次变化问题(论文提纲范文)
1 问题的提出及其产生的原因 |
2 主从JK触发器与主从RS触发器对比 |
3 解决问题的措施 |
(8)主从JK触发器一次翻转问题的解决(论文提纲范文)
0 引言 |
1 主从JK触发器的一次翻转问题。 |
2 改进电路 |
2.1 CP=1时主触发器的状态变化的分析 |
2.2 对从触发器的分析 |
2.3 改进后的电路状态分析 |
四、主从JK触发器的一次变化问题(论文参考文献)
- [1]基于N-IGZO和P-SnO薄膜晶体管的互补集成电路以及器件模型的研究[D]. 杨进. 山东大学, 2020(10)
- [2]基于CMOS的JK触发器的设计[J]. 肖燕. 湖南农机, 2010(01)
- [3]PSPICE在触发器特性分析中的应用[J]. 罗飞. 电气电子教学学报, 2005(06)
- [4]关于主从触发器若干问题的注解[J]. 王诗兵,陈军宁. 电脑知识与技术, 2005(35)
- [5]主从JK触发器一次变化现象的分析[J]. 周来秀. 湖南城市学院学报(自然科学版), 2005(02)
- [6]主从JK触发器的问题讨论[J]. 卢容德,付润江. 长江大学学报(自科版), 2004(04)
- [7]主从JK触发器的一次变化问题[J]. 姜春玲. 泰安师专学报, 2002(06)
- [8]主从JK触发器一次翻转问题的解决[J]. 王素玲. 新乡师范高等专科学校学报, 2002(02)
- [9]一次变化问题引出分析主从JK触发器简易法[J]. 陈敬远. 浙江广播电视高等专科学校学报, 2002(02)
- [10]确定非正常触发主从JK触发器次态的一种简单方法[J]. 赵秀华,吕虹. 电气电子教学学报, 2001(04)