基于a-IGZO TFTs的低功耗D触发器设计*

姚若河 林少龙

(华南理工大学 电子与信息学院， 广东 广州 510640)

基于a-IGZO TFTs的低功耗D触发器设计*

姚若河 林少龙

(华南理工大学 电子与信息学院， 广东 广州 510640)

设计了一个基于Pseudo-CMOS逻辑门的低功耗异步复位D触发器电路.该D触发器全部由n型a-IGZO TFTs(薄膜晶体管)构成，采用动态负载替代Pseudo-CMOS拓扑中的二极管连接负载，通过减少电路导通的概率来降低静态功耗.电路的输出级为锁存器，通过反馈通路减少由动态负载造成的输出摆幅降低对延迟的影响.将该D触发器应用于环行移位寄存器的设计中，结果表明，该触发器电路可有效降低或非门逻辑电路中的静态功耗．

薄膜晶体管; D触发器; 动态负载; 移位寄存器

薄膜晶体管(TFTs)的有源层材料有非晶硅(a-Si∶H)、多晶硅(Poly-Si)、非晶氧化物和有机材料等.非晶硅由于迁移率低(约为1 cm2/(V·s))使其TFTs难以构建高速电路，而多晶硅和以非晶铟镓锌氧 (a-IGZO)为代表的非晶氧化物的迁移率比非晶硅高出一至两个数量级.但多晶硅中固有晶界的存在使其在大面积制备时难以保证好的均匀性.而a-IGZO TFTs具有大面积制备时均匀性好和迁移率较高的优点[1]，可以在室温工艺温度下制备，并可直接在柔性廉价塑料衬底上制备[2].近年a-IGZO TFTs被广泛应用于有源矩阵液晶显示器[3]、有机发光二极管显示[4]、存储器[5]、射频识别技术[6- 7]、近距离无线通讯技术[8]等领域．

a-IGZO TFTs由于有源层材料存在内在施主，目前尚难于制备出性能一致的p型管和n型管[9]，使其电路设计中不能运用现代CMOS电路设计技术.单……