Ultralow-power Circuit Techniques for Applications with Microscale Energy
あらゆるモノにセンサを取り付けインターネットに 接続することにより新たな価値を創出する IoT (Internet of things)社会の実現に向けて,様々な技術レ イヤーの研究開発が盛んに行われている.IoT技術の 今後の問題の一つに,モノをインターネットに接続す るための近距離無線センサ端末の電源問題がある.電 池駆動のセンサ端末は電池交換が必要となるからで ある.端末の電源問題を解決する一つの手法として, 我々の身の回りに微小ながら常に存在する熱,光,振 動といったアンビエントエネルギー源を活用するマイ クロ環境発電技術が注目されている [1]. 発電電力がミリワット級の環境発電応用としては, 照明用スイッチに電磁誘導型の発電素子を組込み,無 線で照明の ON/OFF制御を行う無線スイッチ [2]や, 列車の車軸に振動発電素子を組込み,無線で車軸のベ アリングを監視するモニタリングシステム [3] が,既 に実用化されている.我々は,人間の尿で発電する尿
A Sub-0.5 V Differential ED-CMOS/SOI Circuit with Over-1-GHz Operation
This paper describes a speed-oriented ullralow-voltage and low-power SOI circuit technique based on a differential enhancementand depletion-mode (ED)-MOS circuit. Combining an ED-MOS circuit block for critical paths and a multi-V th CMOS circuit block for noncritical path, that is, the so-called differential ED-CMOS/SOI circuit, makes it possible to achieve low-power and ultrahigh-speed operation of over 1 GHz at a supply voltage of less than 0.5 V. As two applications of the differential ED-CMOS/SOI circuit, a multi-stage frequency divider that uses the ED-MOS circuit in a first-stage frequency divider and a pipelined adder with a CMOS pipeline register are described in detail. To verify the effectiveness of the ED-CMOS/SOI circuit scheme, we fabricated a 1/8 frequency divider and a 32-bit binary look-ahead carry (BLC) adder using the 0.25-μm MTCMOS/SOI process. The frequency divider operates down to 0.3 V with a maximum operating frequency of 3.6GHz while suppressing power dissipation to 0.3 mW. The 32-bit adder operates at a frequency of I GHz at 0.5 V.
Computer modeling of logic modules under consideration of delay and waveshaping
This letter presents a basic approach to the modeling of logic building blocks for the use at speeds at which delay effects cannot be neglected. An idealized logic block is followed by a delay-producing and waveshaping "black box." A hierarchy of increasing levels of complexity is conceivable for this black box.