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JSSC 2006第10期Digital Circuits0.25μm, 0.13μmNeural Network Accelerator

Design of Mixed-V oltage IO Buffer by Using NMOS-Blocking Technique

提出一种nMOS阻断技术,用于设计混合电压I/O缓冲器,解决栅氧可靠性问题。
0.25μm 2.5V CMOS, 0.13μm 1V CMOS
混合电压I/O缓冲器nMOS阻断栅氧可靠性CMOS工艺
创新点1:nMOS阻断技术(方法创新) - 提出了一种新型nMOS阻断技术,通过仅使用1.8V/2.5V器件即可实现高压输入兼容,有效解决了传统混合电压I/O缓冲器中存在的栅氧可靠性问题。
创新点2:多电压兼容性(电路创新) - 设计的I/O缓冲器可支持2.5V/5V和1V/3V等多种混合电压接口,在0.25μm和0.13μm CMOS工艺中分别验证了2×VDD和3×VDD的输入耐受能力。
创新点3:可扩展架构(系统创新) - 该技术可扩展至支持4×VDD、5×VDD甚至6×VDD的高压输入,其限制仅取决于CMOS工艺中PN结的击穿电压,展现了优异的电压 scalability。
创新点4:工艺适应性(工艺创新) - 在保持器件耐压性能的同时,成功实现了与先进CMOS工艺(如0.13μm节点)的兼容,为低电压纳米级工艺的高压接口提供了解决方案。
Abstract
An nMOS-blocking technique for mixed-voltage I/O buffer realized with only 1 /86/68/68devices can receive 2 /86/68/68, 3 /86/68/68, and even 4 /86/68/68input signal without the gate-oxide reliability issue is proposed. In this paper, the 2 /86/68/68input tolerant mixed-voltage I/O buffer by using the nMOS-blocking technique has been verified in a 0.25- m 2.5-V CMOS process to serve 2.5/5-V mixed-voltage interface. The 3 /86/68/68input tolerant mixed-voltage I/O buffer by using the nMOS-bloc