Jitter originado com o fenômeno random telegraph noise em circuitos osciladores

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Garcia, Caroline Pinheiro
• Orientador(a): Wirth, Gilson Inacio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Circuitos osciladores; Circuitos integrados : Microeletrônica; Mosfet; Transistores; Dispositivos semicondutores
• Palavras-chave em Inglês: Voltage-controlled oscillators; Phase-locked loops; Time-dependent variability; Metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET)
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/292664

À medida que a área dos transistores é reduzida para escalas sub-nanométricas, as variações de suas propriedades elétricas tornaram-se um fator significativo no desempenho de circuitos integrados. O fenômeno random telegraph noise (RTN) é uma fonte de variabilidade que afeta a corrente de dreno (ou a tensão de limiar) dos dispositivos semicondutores, caracterizando-a por flutuações estocásticas que causam jitter (desvios no tempo) em sinais de circuitos osciladores, sejam eles em malha aberta ou sistemas de controle em malha fechada. Nesse contexto, visando mensurar o comportamento do jitter originado pelo RTN de forma qualitativa, são avaliadas as performances de um oscilador controlado por tensão baseado em oscilador em anel (RO-VCO) e de um phase-locked loop (PLL). Diferentes conceitos de jitter no domínio do tempo são considerados (absolute jitter, period jitter e cycle-to-cycle jitter), com foco na influência dos tamanhos das janelas de observação nos comportamentos extraídos para os mesmos. Os resultados obtidos indicam que, apesar da redução das amplitudes do jitter, os sistemas de controle em malha fechada são limitados pela frequência de suas malhas de realimentação e, por isso, não corrigem os desvios originados por armadilhas com processos de captura e de emissão de cargas elétricas com frequências maiores que a frequência natural do sistema. Nesses casos, os PLLs operam de forma similar aos RO-VCOs, em que a tensão aplicada aos circuitos é mantida constante. As análises são úteis para a escolha e a implementação de circuitos osciladores, considerando as necessidades de suas aplicações e quais definições de jitter são relevantes para o projeto.