طراحي يك حسگر تصويربرداري CMOS نانومتري باقابليت ذخيره‌سازي انرژي

كارشناسي ارشد

چكيده در اين پايان‌نامه، علاوه بر بررسي كامل مشخصات نواحي حساس به نور موجود در حسگرهاي تصويربرداري رايج ارائه‌شده در فن‌آوري 90 نانومتر CMOS، سه حسگر تصويربرداري باقابليت ذخيره‌سازي انرژي از نور محيط نيز طراحي و شبيه‌سازي ‌شده است. در اين حسگرها تلاش شده است كه ضمن پايين نگه‌داشتن توان مصرفي پيكسل، معيارهاي شايستگي تصويربرداري و توان قابل استحصال، حداكثر شود. براي اين منظور، ايده موجود در پيكسل‌هاي چهار ترانزيستوري CMOS، در حسگرهاي با عملكرد دوگانه(تصويربرداري و ذخيره‌سازي انرژي) مورداستفاده قرار گرفته است. همچنين در اين پايان‌نامه از فن‌آوري نانومتري CMOS و قابليت‌هاي آن براي طراحي حسگرهايي باقابليت ذخيره انرژي بهره گرفته ‌شده است. حسگر اصلي اين پايان‌نامه، ساختاري دو پيكسلي با گام پيكسل 17 ميكرون مي‌باشد كه در فن‌آوري 90 نانومتر CMOS طراحي‌شده و در آن از پيوند دوگانه p+/n-well/p-sub در نواحي حساس به نور و نفوذ شناور ، استفاده شده است. در اين ساختار با استفاده از روش نورگيري دو زمانه با ساختاري خاص، گستره سنجش dB 68.96 حاصل‌ شده است. حسگر فوق داراي توان مصرفي pW61.43 در نرخ تصويربرداري fps25 و توليد توان nW 1.67 تحت تابش نور با شدت klx 60 در هر پيكسل مي‌باشد. پيكسل پيشنهادي توانسته است بهره تبديل μV⁄e^- 1.69 را ارائه كند. دستيابي هم‌زمان به بهره تبديل و گستره سنجش مطلوب، نتيجه استفاده از ايده اوليه ساختارهاي چهار ترانزيستوري مي‌باشد. همچنين دستيابي به گستره سنجش بالا در كنار توان مصرفي نسبتاً پايين، ناشي از به‌كارگيري روش‌هايي مانند بازنشاني با ترانزيستور نوع p و نورگيري دو زمانه مي‌باشد كه در طراحي هر يك از آن‌ها نيز برخي ملاحظات براي كاهش توان مصرفي لحاظ شده است. واژه‌هاي كليدي: حسگر تصويربرداري CMOS، ذخيره‌سازي انرژي، حسگر توان پايين، گستره سنجش بالا.

189434

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر محمد عظيم كرمي