| 研究課題/領域番号 |
16K00085
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
越智 裕之 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (40264957)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 2段昇圧型チャージポンプ回路 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、0.5V程度の電圧しか得られないオンチップ太陽電池で同一LSIチップ上の回路を駆動するための基盤技術を確立すると共に、これを応用した無端子自給自足LSIを実現することでその有用性を示すことを目的としており、平成28年度は下記3項目に取り組んだ。
1. 0.5V程度の電圧から4.0V程度の高電圧を生成する高効率昇圧回路の基礎検討と評価を行った。研究代表者らはこれまでに0.18μｍプロセスでCross Coupled Charge Pump回路により0.5Vからの昇圧が可能であることを実証しているが、高い効率を達成するためには大容量のキャパシタを使用することが前提であり、このために多大なチップ面積を必要とすることが問題であった。これを改善するため、閾値電圧以下の入力電圧を閾値電圧以上に昇圧する前段昇圧回路と、その出力を用いて生成される閾値電圧以上のクロックで動作する後段昇圧回路などからなる、2段昇圧型チャージポンプ回路を考案した。キャパシタの総容量を100pFに制限して0.18μｍプロセス向けに設計したところ、従来方式より電力効率が5.2%優れていることを回路シミュレーションで示すことができた。
2. CMOS互換不揮発メモリの要素技術検証チップの試作と評価を行った。その結果、次年度以降につながる有益な知見が得られた。また中間的な成果として、メタルフリンジキャパシタの評価データが得られた。
3. 0.5V程度の電圧で動作可能な温度センサならびに電圧センサの回路方式を検討し、チップ試作を行い、実測を行ったところ、温度や電圧の測定が可能であることが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昇圧回路に関しては、当初の計画で候補に挙がっていた方法の中から2段昇圧型チャージポンプ回路の有効性が確認でき、その成果を国内研究会で発表している。不揮発メモリに関しては、試作チップの測定を鋭意進めているところであるが、それに必要な要素回路であるメタルフリンジキャパシタについて、国内研究会で発表している。センサ回路に関しても、29年6月に国内研究会で成果を発表する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
基本的には当初の計画に沿って研究を推進するが、平成28年度は主として回路シミュレーションにより提案手法の有用性を示唆するデータが得られたので、平成29年度はこれらを試作チップの測定によって実証することに特に力を入れたい。
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