Projeto de regulador linear de baixa queda de tensão utilizando transistores fabricados em nanofolhas de silício (2025)
- Authors:
- Autor USP: SOUTO, RAYANA CARVALHO DE BARROS - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Subjects: TRANSISTORES; SILÍCIO
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: À medida que os MOSFETs (Transistor de Efeito de campo MOS) evoluíram desde a década de 1970, tecnologias como SOI (Silício sobre Isolante) e FinFETs (Transistor de Efeito de Campo Fin) foram adotadas para mitigar os efeitos de canal curto. No entanto, os transistores fabricados em nanofolhas de silício de porta ao redor (GAA-NSH) emergem como candidatos promissores para nós tecnológicos avançados, oferecendo alto controle eletrostático e maior eficiência energética, especialmente em aplicações sub-7 nm. Ao longo deste trabalho investigou-se o potencial dos dispositivos GAA-NSH no projeto de reguladores lineares de baixa queda de tensão (LDO) e avaliou seu desempenho com a tecnologia TSMC de transistores MOSFET de 130 nm. Os LDOs projetados utilizaram transistores GAA-NSH, fabricados no imec e modelados em Verilog-A, utilizando dados experimentais (técnicas de Lookup Table - LUT), aplicando a metodologia gm/ID para otimização dos pontos de polarização. O modelo criado apresentou erro inferior a 1% quando validado com as curvas experimentais. As simulações do projeto foram realizadas no ambiente Cadence Virtuoso. A análise das curvas de transcondutância (gm) e eficiência (gm/ID) revelou o desempenho superior dos transistores NSH, especialmente em termos de controle eletrostático e operação com baixas tensões de dropout. O projeto do LDO foi desenvolvido para uma tensão de dropout de 300 mV, utilizando um amplificador de erro, resistores de realimentação e técnicas de compensação Miller para assegurar a estabilidade do sistema. Os resultados mostram que os LDOs projetados com GAA-NSH superaram os projetados com tecnologia MOSFET de 130 nm quando comparadas a regulação de carga, a regulação de linha e a corrente quiescente. O circuito LDO-NSH com gm/ID = 10,5 V¹, com a corrente de carga em100 A e a tensão de alimentação de 1,8 V, atingiu um ganho de malha aberta de 54,3 dB e um PSR (Rejeição de Fonte) de aproximadamente -68,76 dB, evidenciando a viabilidade dos transistores fabricados em nanofolhas de silício para aplicações analógicas avançadas.
- Imprenta:
- Data da defesa: 15.04.2025
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ABNT
SOUTO, Rayana Carvalho de Barros. Projeto de regulador linear de baixa queda de tensão utilizando transistores fabricados em nanofolhas de silício. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19052025-102853/pt-br.php. Acesso em: 11 jan. 2026. -
APA
Souto, R. C. de B. (2025). Projeto de regulador linear de baixa queda de tensão utilizando transistores fabricados em nanofolhas de silício (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19052025-102853/pt-br.php -
NLM
Souto RC de B. Projeto de regulador linear de baixa queda de tensão utilizando transistores fabricados em nanofolhas de silício [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19052025-102853/pt-br.php -
Vancouver
Souto RC de B. Projeto de regulador linear de baixa queda de tensão utilizando transistores fabricados em nanofolhas de silício [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19052025-102853/pt-br.php
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