Thèse soutenue

Réduction de la consommation statique des circuits intégrés en technologie SOI 65 nm partiellement désertée
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Auteur / Autrice : Julien Le Coz
Direction : Marc Belleville
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
Date : Soutenance le 24/11/2011
Etablissement(s) : Grenoble
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire d'Electronique, de Technologie et d'Instrumentation
Laboratoire : Laboratoire d'Electronique et des Technologies de l'Information
Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Fournier
Examinateurs / Examinatrices : Marc Belleville, Philippe Maurine, Philippe Flatresse, Christian Piguet, Alexandre Valentian, Luca Perniola
Rapporteurs / Rapporteuses : Amara Amara, Jean-Didier Legat, Christian Degache

Résumé

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Les technologies SOI partiellement désertées (PD-SOI), permettent de gagner en performances ou en consommation dynamique, par rapport à leur équivalent sur substrat massif (BULK). Leur inconvénient principal est la consommation statique qui est bien supérieure, en raison principalement de l'effet de body flottant de ses transistors. Ce travail propose une technique de réduction de la consommation statique, pour la technologie PD-SOI, basée sur le principe des interrupteurs de puissance. Un nouveau facteur de mérite recherchant le meilleur compromis entre vitesse, courant de fuite et surface est introduit pour la sélection du meilleur interrupteur de puissance. L'interrupteur de puissance proposé apporte par rapport à une solution de référence, et pour le même courant de fuite en mode éteint, une réduction de la résistance équivalente en mode passant de 20%. Les tests comparatifs sur Silicium de blocs LDPC incluant ces montages montrent, entre PD-SOI et BULK, un gain de 20% en vitesse pour la même tension d'alimentation, une réduction de 30% de la consommation dynamique pour la même vitesse et une division par 2 de la consommation statique. Enfin, une bascule de rétention, élément à associer aux interrupteurs de puissance, optimisée pour le PD-SOI, est proposée. Cette bascule est conçue de manière robuste et peu fuyante.