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金属氧化物薄膜晶体管(Metal Oxide Thin Film Transistor,MO TFT)具有迁移率高、均匀性好等方面优点,在数字电路领域应用潜力巨大,涉及显示面板电路、射频识别标签电路等。本文在传统互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺的电可擦只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)的基础上,结合目前发表的基于MO TFT的EEPROM研究,阐述EEPROM工作原理以及外围读写电路整体架构。本文在MO TFT特性数据的基础上,对其进行模型提取,并根据EEPROM存储单元的擦写特性,使用MO TFT对EEPROM存储单元进行模拟,为后续的电路仿真奠定基础。反相器是EEPROM读写电路架构的基础,可以用于构建其他电路模块。本文针对传统纯N型TFT反相器电路存在的问题,提出了一种使用输出信号作为反馈的电路结构并以此改进传统纯N型反相器,仿真和测试结果都表明经过改进的反相器的高低噪声容限增大,过渡区宽度缩窄,反相器的静态特性得到极大改善。作为验证,本文采用改进后反相器构建并制备一个可用于EEPROM中的移位寄存器电路,该电路的第120级输出信号摆幅为6 V~10.1 V,脉冲宽度为10.6μs,基本符合工作要求。本文分别设计EEPROM读写电路模块的环形振荡器、灵敏放大器以及电平移位电路:(1)本文的环形振荡器通过在传统反相器结构的基础上采用差分结构,为耦合电容提供与输入信号完全反相的反馈信号,减小环形振荡器基本单元的状态切换时间,有效降低级延时,提高振荡器的频率,测试结果表明,六级和五级差分结构环形振荡器相对于对比例环形振荡器的级延时减小率都大于20%。(2)针对MO TFT缺少可用的灵敏放大器电路,本文借鉴CMOS工艺下灵敏放大器设计思路,对其进行适应于MO TFT特性的改进,并结合EEPROM基本存储单元特性以及版图设计规律,优化电路。测试中灵敏放大器在模拟TFT关断时输出电压可以达到8.73 V,在模拟TFT导通时输出电压可以达到1.33 V,符合电路工作要求。(3)本文利用改进型反相器静态特性好的特点,采用多级耦合结构,提出两种不同的电平移位电路,仿真结果表明两种电平移位电路基本满足利用低摆幅信号切换高摆幅信号的要求。