スパースガウス過程回帰に基づく極低温トランジスタ電流モデリング

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2024-11-05
• タイトル: スパースガウス過程回帰に基づく極低温トランジスタ電流モデリング
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Cryogenic Transistor Current Modeling Based on Sparse Gaussian Process Regression
• 言語: jpn
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 京都工芸繊維大学
• 著者所属: 京都大学大学院情報学研究科
• 著者所属: 京都工芸繊維大学
• 著者所属: 京都工芸繊維大学
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Kyoto Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Kyoto University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Kyoto Institute of Technology
• 著者名: 岩崎, 哲朗; 佐藤, 高史; 新谷, 道広
• 著者名(英): Tetsuro, Iwasaki; Takashi, Sato; Michihiro, Shintani
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本研究では，スパースガウス過程回帰（Sparse Gaussian process regression，SGPR）を用いて極低温環境下の CMOS トランジスタ特性をモデリングする手法を提案する．標準トランジスタモデルの温度範囲は -55℃ から 125℃ であるが，低温で動作する応用が急速に拡大している．提案手法では，ガウス過程回帰の近似計算手法である SGPR を用いて，室温から極低温まで動作する CMOS 回路をシミュレーションするためのトランジスタ電流モデルを構築する．また，提案手法は低電流領域と高電流領域の学習を個別に行い，それらをスムージング関数で滑らかに接続することで，遮断領域から飽和領域までの広範なバイアス条件もシミュレーション可能である．65 nm および 22 nm プロセスで製造した nMOS，pMOS トランジスタを用いた評価においては，3 K から 300 K までの電流特性を学習して生成したモデルを市販 SPICE シミュレータに組み込み，正確にシミュレーションできることを示す．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: In this study, we propose a method for modeling CMOS transistor characteristics under cryogenic conditions using Sparse Gaussian process regression (SGPR). The temperature range of the standard transistor model is from -55℃ to 125℃, but applications operating at low temperatures are rapidly expanding. The proposed method constructs a transistor current model to simulate CMOS circuits operating from room temperature to cryogenic temperatures using SGPR, which is an approximate Gaussian process regression method. The proposed method can simulate a wide range of bias conditions from the cutoff region to the saturation region by learning low-current and high-current regions separately and connecting them smoothly with a smoothing function. In the evaluation using nMOS and pMOS transistors fabricated on 65 nm and 22 nm processes, the model generated by learning the current characteristics from 3 K to 300 K is incorporated into a commercial SPICE simulator, showing that the simulation can be performed accurately.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11451459
• 書誌情報: 研究報告システムとLSIの設計技術（SLDM）; 巻 2024-SLDM-207, 号 34, p. 1-6, 発行日 2024-11-05
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8639
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会