本文關(guān)鍵詞：金屬氧化物TFT在數(shù)字集成電路中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 金屬氧化物薄膜晶體管 數(shù)字集成電路 行掃描集成電路 射頻識別標簽電路

【摘要】：薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)在平板顯示領(lǐng)域和傳感器件領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。新興的金屬氧化物(Metal Oxide,MO)TFT具有遷移率高,工藝簡單,透明性好,低亞閾值擺幅及高開關(guān)比等優(yōu)點,應(yīng)用前景非常明朗,特別是在數(shù)字集成電路領(lǐng)域。本文首先對MO TFT器件性能進行研究,提取電學參數(shù)并擬合性能很好的軟件模型,接著利用多個非門電路進行仿真及實驗,驗證模型的適用性。實驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果相符,軟件模型適用于數(shù)字集成電路的設(shè)計。另外,新型改進設(shè)計的非門電路與傳統(tǒng)電路相比,內(nèi)部電流最小,輸出擺幅最大,充電速度最快。在平板顯示行業(yè),利用TFT集成行掃描驅(qū)動電路,可以獲得低成本、窄邊框、信號均勻及可靠性高等優(yōu)勢。本文針對MO TFT,提出了三種驅(qū)動類型的行驅(qū)動集成電路:時鐘控制反相器型、優(yōu)化設(shè)計高速型及直流驅(qū)動輸出模塊型。通過理論計算、軟件仿真及實物波形測試等分析方法,得到結(jié)果是:1)時鐘控制反相器型電路拓撲簡單,通過新型反相器和低頻時鐘設(shè)計降低功耗,占用面積少,對于外圍驅(qū)動設(shè)計要求不高,實測10級電路功耗僅為380μW。此外,該電路成功應(yīng)用于200(RGB)×600顯示規(guī)格的AMOLED顯示屏中。2)優(yōu)化設(shè)計高速型電路運用了多重反饋設(shè)計使電路內(nèi)部穩(wěn)定,通過優(yōu)化各個器件參數(shù)從而達到高速反應(yīng)效果。通過時鐘設(shè)計避免競爭冒險現(xiàn)象,整合充電和放電功能并充分利用多次耦合后的高壓驅(qū)動,從而達到高速驅(qū)動效果,功耗較低,窄邊框,實驗測得20級電路順利工作,48小時壓力工作輸出波形穩(wěn)定,非常適用于高速驅(qū)動要求的顯示規(guī)格中,例如幀頻為120 Hz的4k(4096×2160)顯示規(guī)格。3)直流驅(qū)動輸出模塊型電路通過利用直流電源與大尺寸的驅(qū)動TFT連接,有效減少電路中大的寄生電容耦合效應(yīng)產(chǎn)生的功耗,一級電路功耗僅為8.71μW,應(yīng)用于可持移動設(shè)備中,能有效延長產(chǎn)品的待機使用時間。最后,利用TFT集成數(shù)字電路并應(yīng)用在射頻識別(RFID)標簽中是當今科研的熱點。本文在玻璃基板上實現(xiàn)MO TFT集成RFID的各個電路模塊,并搭建RFID標簽的數(shù)字電路。在5V直流電壓驅(qū)動下,電路內(nèi)部時鐘工作頻率為2.8k Hz,輸出的數(shù)據(jù)與存儲數(shù)據(jù)匹配,輸出信號高電平為3.2V。實驗證實了MO TFT制備數(shù)字集成電路的能力,為MO TFT在數(shù)字集成方面更廣闊的應(yīng)用提供了一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：金屬氧化物薄膜晶體管 數(shù)字集成電路 行掃描集成電路 射頻識別標簽電路
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN321.5;TN431.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 引言9
• 1.2 金屬氧化物TFT簡介9-13
• 1.2.1 TFT發(fā)展介紹9-11
• 1.2.2 金屬氧化物TFT11-13
• 1.3 MO TFT數(shù)字集成電路應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀13-21
• 1.3.1 行驅(qū)動集成電路13-18
• 1.3.2 射頻識別標簽電路18-21
• 1.4 論文工作安排21-22
• 第二章 IZO TFT模型擬合與非門電路設(shè)計22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 MO TFT仿真模型擬合22-26
• 2.2.1 鑭系摻雜氧化銦鋅TFT參數(shù)分析22-25
• 2.2.2 Hspice軟件擬合模型25-26
• 2.3 IZO TFT非門電路設(shè)計26-32
• 2.3.1 非門電路拓撲設(shè)計與仿真26-30
• 2.3.2 非門電路實驗測試30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 有源顯示行驅(qū)動集成電路33-55
• 3.1 引言33-34
• 3.2 時鐘控制反相器型行驅(qū)動集成電路34-42
• 3.2.1 驅(qū)動電路原理34-36
• 3.2.2 電路分析與仿真36-39
• 3.2.3 實驗結(jié)果與討論39-42
• 3.3 優(yōu)化設(shè)計高速型行驅(qū)動集成電路42-49
• 3.3.1 驅(qū)動電路原理42-44
• 3.3.2 電路分析與仿真44-47
• 3.3.3 實驗結(jié)果與討論47-49
• 3.4 直流驅(qū)動輸出模塊型行驅(qū)動集成電路49-54
• 3.4.1 驅(qū)動電路原理49-50
• 3.4.2 電路仿真與分析50-53
• 3.4.3 實驗結(jié)果與討論53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 射頻識別標簽數(shù)字電路55-64
• 4.1 引言55
• 4.2 RFID標簽數(shù)字電路模塊55-61
• 4.2.1 D觸發(fā)器55-57
• 4.2.2 計數(shù)器電路57-59
• 4.2.3 譯碼器電路59-60
• 4.2.4 時鐘產(chǎn)生電路60-61
• 4.3 RFID數(shù)字標簽61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果69-70
• 致謝70-71
• 答辯委員會對論文的評定意見71

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本文編號：680431