CC BY
14
Lysenko Igor Evgenievich - Southern Federal University; e-mail: ielysenko@sfedu.ru; 44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia; phone: +78634371603; the department of electronic apparatuses designl head of department.
Sevostyanov Dmity Yrevich - e-mail: sevostyanov@sfedu.ru; phone: +79034053051; the department of electronic apparatuses design; graduate student.
Kidyaev Nikolay Filippovich - e-mail: nkidyaev@sfedu.ru; phone: +79054852364; the department of electronic design; graduate student.
Yartsev Artyom Viktorovich - e-mail: artem91light@mail.ru; 81, Petrovskaya, Taganrog, 347900, Russia; phone: +79518477069; Scientific and Technical Center "Technocenter" SFU; programmer.
УДК 621.382.3: 621.314 DOI 10.23683/2311-3103-2019-6-15-24
А.С. Синюкин, Б.Г. Коноплев
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАНОРАЗМЕРНЫХ МОП-ТРАНЗИСТОРОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПАССИВНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ*
Беспроводные микроустройства находят широкое применение в технологии радиочастотной идентификации (RFID), беспроводных сенсорных сетях (WSN), интернете вещей (IoT). Особое место среди них занимают пассивные устройства, в которых отсутствует встроенный источник питания (батарея). Пассивные устройства (пассивные RFID-метки, датчики с возможностью приема и передачи данных) дешевле и компактнее своих активных аналогов, срок их службы больше, и они могут применяться в некоторых приложениях, где использование активных меток не всегда возможно, например, в медицинских имплантатах. Однако для работы пассивным устройствам необходимо получать энергию извне, посредством радиочастотного излучения, - от базовой станции (считывающего устройства), либо собирая ее из окружающей среды. Для преобразования этой энергии в напряжение питания интегральной схемы пассивного микроустройства применяются выпрямители и умножители напряжения. Целью работы является исследование влияния на уровень выходного напряжения параметров наноразмерных МОП-транзисторов в диодном включении, выполняющих в преобразователях энергии функции выпрямителей. Сравнение различных конфигураций выпрямителей напряжения, основанных на наноразмерных МОП-транзисторах в диодном включении, проводилось на основе результатов моделирования в среде Tanner EDA. Получены вольтамперные характеристики МОП-транзисторов в диодном включении для КМОП-технологий 90 нм, 65 нм, 45 нм. Исследовано влияние порогового напряжения транзисторов и их размеров (отношения ширины канала к длине) на уровень выходного напряжения однокас-кадного умножителя напряжения для различных технологий, амплитуд входных напряжений и нагрузочных сопротивлений. Показано, что при определенных значениях порогового напряжения наблюдаются максимумы выходного напряжения. При повышении нагрузочного тока оптимальное значение порогового напряжения смещается в область меньших значений. Полученные результаты показывают возможность работы умножителей в подпороговой области транзисторов, что позволяет обеспечить возможность работы при низких входных напряжениях и удовлетворяет условию функционирования пассивных беспроводных микроустройств на значительном удалении от базовой станции, либо в случае получения энергии для питания из окружающей среды. Полученные результаты могут быть полезны при проектировании пассивных беспроводных микроустройств.
RFID; интернет вещей; преобразователи энергии; наноразмерные МОП-транзисторы; подпороговый режим; моделирование переходных процессов.
* Работа выполнена при финансовой поддержке «Программы развития Южного федерального университета до 2021 года» (проект ВнГр-07/2017-10).
A.S. Sinyukin, B.G. Konoplev
RESEARCH OF NANOSCALE MOSFET PARAMETERS IMPACT ON THE PERFORMANCE OF ENERGY CONVERTERS FOR WIRELESS
PASSIVE DEVICES
Wireless microdevices are widely adopted in Radio-Frequency Identification (RFID), Wireless Sensor Networks (WSN), Internet of Things (IoT). Among them, passive devices have a special place, since they haven't constant power supply (battery energy storage). Passive devices (passive RFID tags, sensors with possibility to receive and transmit the data) are cheaper and more compact than their active analogs, their lifetime is higher, and they can be applied in some applications, in which using of active tags is not always possible, e.g. in medical implants. However passive devices have to receive the energy for operation from the outside through RF radiation - from base station (reader) or harvesting energy from the environment. For conversion this energy to power supply voltage of passive microdevice IC, voltage rectifiers and multipliers are used. The purpose of this work is research of impact on output voltage by parameters of nanoscale diode-connected MOSFETs, which perform functions of rectifiers in the energy converters. The comparison of different voltage rectifier configurations, based on nanoscale diode-connected MOSFETs, was made based on Tanner EDA software simulation results. The current-voltage characteristics of diode-connected MOSFETs were obtained for 90 nm, 65 nm and 45 nm CMOS technologies. The impact of transistor threshold voltage and its sizes (relation of transistor width to length) on output voltage of single-stage multiplier for different technologies, input voltage amplitudes and load resistances was investigated. It was shown that at certain values of threshold voltage maximums of the output voltage are observed. The optimal value of threshold voltage is shifted to low values region with load current rising. The obtained results show the possibility of the multipliers operation in transistor subthreshold region, which allows to ensure the possibility of operation at low input voltages and fulfills the condition of wireless passive microdevices functioning at significant distance from base station or in case of obtaining energy for supplying from the environment. The results of the research can be useful in the design of wireless passive microdevices.
RFID; Internet of Things; energy converters; nanoscale MOSFETs; subthreshold region; transient simulation.
Введение. В настоящее время все чаще в промышленности, торговле, логистике, строительстве, а также в повседневной жизни применяются устройства с беспроводным питанием. Так, технологии интернета вещей позволяют формировать «интеллектуальные» сети физических объектов, взаимодействующих между собой посредством радиочастотного излучения, благодаря чему возможно создание различных автоматизированных систем, таких, как «умный дом» [1-6]. С помощью беспроводных сенсорных сетей [1, 2, 4, 6-9] можно в режиме реального времени отслеживать состояние различных сложных систем и объектов, например степень прочности здания или моста. В технологии радиочастотной идентификации [4, 6-16] применяются миниатюрные устройства, называемые метками или транспондерами. Метки крепятся к различным объектам на производстве, в торговых центрах, складских помещениях для осуществления автоматизированной идентификации, а также используются в системах контроля доступа. Таким образом, во всех перечисленных областях применяются беспроводные микроустройства, обменивающиеся данными с базовой станцией, взаимодействующей с компьютерной системой, в результате чего осуществляется автоматическая идентификация, наблюдение и управление.
Компактные беспроводные устройства (радиочастотные метки, датчики и др.) делятся на активные и пассивные. Активные метки [8, 16] оснащены встроенным элементом питания (батареей), а пассивные [7-9, 12, 13] получают энергию для работы посредством радиочастотного излучения от связанной с ними базовой станции (считывающего устройства), либо собирают ее из окружающей среды (Energy Harvesting [1-4, 6, 7, 9-11, 15]). Благодаря питанию от батареи дальность
действия активных меток больше, чем у пассивных. Однако по стоимости, массе и размерам активные метки существенно уступают пассивным. Кроме того, в некоторых приложениях, например в медицинских имплантатах, использование пассивных меток предпочтительнее, поскольку длительность их эксплуатации гораздо выше, чем у активных аналогов, в которых она ограничена сроком действия батареи.
Из-за того, что пассивные метки получают энергию для работы извне, амплитуда входного напряжения на них уменьшается с увеличением расстояния между меткой и считывающим устройством, в результате чего дальность действия таких устройств обычно ограничена несколькими метрами. Однако существуют области (например, крупные складские или производственные помещения), в которых требуется низкая себестоимость и малые габариты, то есть преимущества пассивных микроустройств, и в то же время возможность функционирования на значительном удалении от базовой станции. Кроме того, в случае, когда пассивные устройства собирают энергию для питания из окружающей среды (от радио- и телевизионных станций, базовых станций сотовой связи, устройств Wi-Fi и Bluetooth) амплитуда входного напряжения также может быть весьма низкой. Поэтому актуальной является задача разработки и исследования пассивных устройств, способных работать при очень низких входных напряжениях.
Для преобразования радиочастотной энергии, поступающей в пассивные микроустройства, в напряжение питания в настоящее время применяются выпрямители на основе наноразмерных МОП-транзисторов в диодном включении [1, 3, 7, 9, 11-14] или диодов Шоттки [1, 2, 4, 6, 9, 10, 15]. За счет малого падения напряжения при прямом включении и высокой скорости переключения диодов Шоттки, у выпрямителей, основанных на них, выходное напряжение и скорость преобразования выше, чем у выпрямителей, построенных на МОП-транзисторах. Однако производство выпрямителей на диодах Шоттки дороже, поскольку они не совместимы со стандартными КМОП-технологиями.
Исследование преобразователей энергии. Существует несколько конфигураций выпрямителей напряжения, применяемых в пассивных метках. На рис. 1,а показана схема однокаскадного умножителя напряжения на n-канальных МОП-транзисторах в диодном включении [1, 14]. В случае идеальных диодов и при отсутствии емкостных потерь такая схема должна удваивать значение входного напряжения, но на практике этого не происходит [17]. Схема мостового выпрямителя с дифференциальным управлением на МОП-транзисторах [9, 14] представлена на рис. 1,б. Схема мостового выпрямителя на МОП-транзисторах с перекрестно включенными затворами [7, 9, 14] (рис. 1,в) была предложена для снижения потребляемой мощности, обусловленной токами утечки, а также уменьшения прямого падения напряжения по сравнению с традиционным мостовым выпрямителем.
Для сравнения различных конфигураций выпрямителей на МОП-транзисторах по уровню выходного напряжения в среде схемотехнического моделирования Tanner EDA (T-Spice) [18] было проведено исследование переходных процессов, происходящих в описанных схемах во время выпрямления напряжения. Использовалась модель BSIM4v4.8 [19], учитывающая физические особенности наноразмерных МОП-транзисторов. Параметры модели соответствуют параметрам n-канальных МОП-транзисторов с низкими токами утечки, реализованных по технологии КМОП 90 нм [20]. Емкость используемых конденсаторов составляла 500 фФ, а частота входного синусоидального сигнала - 2,45 ГГц. Сравнение результатов моделирования различных конфигураций выпрямителей представлено на рис. 2.
Рис. 1. Принципиальные схемы различных конфигураций выпрямителей напряжения на п-канальных МОП-транзисторах: а - однокаскадный умножитель напряжения; б - мостовой выпрямитель; в - мостовой выпрямитель с перекрестно включенными затворами
Рис. 2. Зависимости уровня выходного напряжения от амплитуды входного напряжения для различных конфигураций выпрямителей: V1 - однокаскадный умножитель напряжения; V2 - мостовой выпрямитель; V3 - мостовой выпрямитель с перекрестно включенными затворами
в
Из рис. 2 видно, что наибольшие значения выпрямленного напряжения во всем диапазоне входных напряжений достигаются при использовании однокаскад-ного умножителя напряжения. Более высокие выходные напряжения могут быть получены при увеличении числа каскадов умножителя.
Выбор схемы мостового выпрямителя с перекрестно включенными затворами позволяет повысить значение выходного напряжения в среднем на 55 % в под-пороговом режиме (для входных напряжений менее 0,28 В) и на 18 % в надпорого-вом режиме относительно значений выходного напряжения традиционного мостового выпрямителя.
Исследование влияния параметров транзисторов на величину выходного напряжения. Ток, протекающий между стоком и истоком в МОП-транзисторе в диодном включении в области сильной инверсии (надпороговая область), определяется из выражения [21]:
Ids. 1 = \\y-E-f-T<y*- 2 ■ (1+ я ■vd)' (1)
где ц - подвижность электронов, е - диэлектрическая проницаемость SiO2, е0 - электрическая постоянная, d - толщина подзатворного окисла, W - ширина канала транзистора, L - длина канала транзистора, Vd - напряжение на транзисторе в диодном включении, Vth - пороговое напряжение, X - коэффициент модуляции длины канала.
Подпороговый ток транзистора в диодном включении определяется выражением [21, 22]:
ids. 2 = ц ■ ^ ■ ? ■ (п - 1) ■ ^ ■ ехр ■ ( 1 - ехр ) . (2)
где n - параметр наклона вольтамперной характеристики транзистора в подпоро-говой области [19], фт - тепловой потенциал.
На рис. 3 показаны вольтамперные характеристики наноразмерных МОП-транзисторов в диодном включении, выполненных по различным технологиям. Характеристики построены в программе Tanner EDA с использованием параметров модели BSIM4 из [20]. Из рис. 3 видно, что значения прямых и обратных токов транзистора в диодном включении в глубокой подпороговой области (Vd < 0,05 В) сопоставимы по порядку величины, что снижает выпрямляющие свойства диода и оказывает негативное влияние на процессы зарядки-разрядки конденсаторов в выпрямителях напряжения.
-0 5 -0 4 -0 3 -0 2 -0 1 0 0 1 0.2 0 3 0.4 0 5
V
а б
Рис. 3. Вольтамперные характеристики МОП-транзисторов в диодном включении, выполненных по технологиям 90 нм, 65 нм, 45 нм: а - линейный масштаб; б - полулогарифмический масштаб
Среди параметров, фигурирующих в выражениях (1) и (2), наибольший интерес для конструктора представляют пороговое напряжение Vth и размеры транзистора (отношение W/L). Пороговое напряжение наноразмерных МОП-транзисторов можно записать в виде [20] :
vth = VTm + К, ■ yw^s 7bs + Д VSCB + àVtNULD + Д VD1BL, (3)
где VTH0 - пороговое напряжение длинноканального транзистора при Vbs = 0, Vbs - напряжение подложка-исток, K1 и K2- коэффициенты смещения подложки первого и второго порядка соответственно, - поверхностный потенциал, AVSCE - компонента Vth, определяемая эффектом короткого канала, AVNULD - компонента Vth, определяемая неравномерным латеральным легированием, AVDIBL -компонента Vth, определяемая DIBL-эффектом [19, 22]. При разработке технологии определяющим является параметр VTH0.
В программной среде Tanner EDA была исследована степень влияния порогового напряжения VTH0 на уровень выходного напряжения Vout однокаскадного умножителя напряжения (рис. 1,а) для КМОП-технологий 90 нм и 65 нм, различных значений нагрузочного сопротивления R и амплитуды входного напряжения Vin. Результаты моделирования показаны на рис. 4.
а б
Рис. 4. Зависимости уровня выходного напряжения однокаскадного умножителя от порогового напряжения МОП-транзисторов, реализованных по различным технологиям: а - 90 нм; б - 65 нм, для различного сопротивления нагрузки и амплитуды входного напряжения: V1) Vin = 0,1 В, R = 1 ГОм; V2) Vin = 0,3 В, R = 1 ГОм; V3) Vn = 0,1 В, R = 10МОм; V4) Vn = 0,3 В, R = 10МОм
Из рис. 4 видно, что при определенных значениях VTH0 наблюдаются максимумы выходного напряжения. Для технологии 90 нм типовым является значение порогового напряжения VTH0 = 0,28 В, для технологии 65 нм - VTH0 = 0,2 В. Для сопротивления нагрузки R = 1 ГОм оптимальным является значение VTH0 = 0,18 В для технологии 90 нм, и VTH0 = 0,2 В для 65 нм. При повышении нагрузочного тока (уменьшении сопротивления нагрузки) оптимальное значение VTH0 смещается в область меньших значений. При R = 10 МОм для 90 нм оптимальным является VTH0 = 0,1 В, а для 65 нм VTH0 = 0,12 В. Также заметно значительное уменьшение выходного напряжения при увеличении VTH0 относительно оптимального значения, тогда как уменьшение VTH0 относительно оптимального значения приводит к более плавному изменению напряжения, что подтверждается анализом выражений (1)-(3).
Было исследовано влияние размеров МОП-транзисторов (отношения ширины канала W к его длине L) на уровень выходного напряжения однокаскадного умножителя. Результаты моделирования в Tanner EDA для различных технологий, нагрузочных сопротивлений и амплитуд входного напряжения показаны на рис. 5.
Рис. 5. Зависимости уровня выходного напряжения однокаскадного умножителя от размеров МОП-транзисторов, реализованных по различным технологиям, для различных входных напряжений: а - 90 нм, ¥Пп = 0,1 В; б - 90 нм, ¥Пп = 0,3 В; в - 65 нм, ¥ы = 0,1 В; г - 65 нм, Уш = 0,3 В и для различного сопротивления нагрузки: VI) Я = 1 ГОм; ¥2) Я = 100 МОм; ¥3) Я = 10 МОм
Из рис. 5 видно, что для технологии 90 нм увеличение отношения Ж/Ь приводит к увеличению уровня выходного напряжения, поскольку с увеличением Ж возрастают прямые токи диодов, которые заряжают конденсаторы. Замедление и последующее прекращение роста выходного напряжения объясняется тем, что за счет увеличения площади р-и-переходов транзисторов при определенном значении Ж/Ь обратные токи диодов, которые разряжают конденсаторы, становятся сопоставимыми по величине с прямыми токами; при увеличении Ж/Ь увеличиваются также емкости р-и-переходов транзисторов и связанные с ними емкостные потери. Для технологии 65 нм и высоких сопротивлений нагрузки уже при небольших значениях Ж/Ь обратные токи и емкости р-и-переходов транзисторов начинают оказывать значительное воздействие, в результате чего уровень выходного напряжения уменьшается с увеличением размеров транзисторов.
Полученные результаты (см. рис. 2, 4, 5) показывают возможность работы умножителей в подпороговой области транзисторов, когда малыми токами в цикле накопления в течение длительного времени происходит зарядка накопительного конденсатора, а затем в рабочем цикле накопленный заряд используется для пита-
ния микросхемы устройства [22-24]. Такой протокол позволяет обеспечить возможность работы при низких входных напряжениях и удовлетворяет условию функционирования пассивных беспроводных микроустройств на значительном удалении от базовой станции, либо в случае получения энергии для питания из окружающей среды [24].
Выводы. В работе проведено исследование различных конфигураций преобразователей энергии, которые находят применение в пассивных беспроводных устройствах. Установлено, что среди рассмотренных конфигураций базовых ячеек, построенных на наноразмерных МОП-транзисторах, наиболее высокие показатели обеспечивает однокаскадный умножитель напряжения. Повышение выходного напряжения может быть достигнуто путём увеличения числа каскадов умножителя. Для этой конфигурации исследовано влияние на выходное напряжение порогового напряжения и размеров транзисторов с учетом различного нагрузочного сопротивления, амплитуды входного напряжения и используемой технологии. Результаты работы могут быть полезны для разработчиков пассивных беспроводных микроустройств, например, RFID-меток.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Tran L.-G., Cha H.-K., Park W.-T. RF power harvesting: a review on designing methodologies and applications // Micro and Nano Systems Letters. - 2017. - Vol. 5, No. 14. - P. 1-16.
2. Takacs A., Okba A., Aubert H., Chariot S., Calmon P-F. Recent advances in electromagnetic energy harvesting and Wireless Power Transfer for IoT and SHM applications // 2017 IEEE International Workshop of Electronics, Control, Measurement, Signals and their Application to Mechatronics. - IEEE, 2017. - P. 1-4.
3. Gudan K., Shao S., Hull J.J., Ensworth J., Reynolds M.S. Ultra-low Power 2.4GHz RF Energy Harvesting and Storage System with -25dBm Sensitivity // 2015 IEEE International Conference on RFID (RFID). - 2015. - P. 40-46.
4. Almohaimeed A.M., Amaya R.E., Lima J.A., Yagoub M.C.E. An Adaptive Power Harvester with Active Load Modulation for Highly Efficient Short/Long Range RF WPT Applications // Electronics. - 2018. - Vol. 7, No. 125. - P. 1-14.
5. Gutierrez F. Fully-Integrated Converter for Low-Cost and Low-Size Power Supply in Internet-of-Things Applications // Electronics. - 2017. - Vol. 6, No. 38. - P. 1-20.
6. Valenta C.R. Microwave-Energy Harvesting at 5.8 GHz for Passive Devices: Ph. D. Thesis.
- USA, GA, Atlanta, 2014. - 215 p.
7. Liu D., Wang R., Yao K. Design and Implementation of a RF Powering Circuit for RFID Tags or Other Batteryless Embedded Devices // Sensors (Basel). - 2014. - Vol. 14, No. 8.
- P. 14839-14857.
8. Liu H., Bolic M., Nayak A., Stojmenovic I. Taxonomy and Challenges of the Integration of RFID and Wireless Sensor Networks // IEEE Network. - 2008. - Vol. 22, No. 6. - P. 26-35.
9. Zhao P. Energy Harvesting Techniques for Autonomous WSNs/RFID with a Focus on RF Energy Harvesting: Doctor's degree Dissertation. - Germany, Darmstadt, 2012. - 138 p.
10. Olgun U., Chen C.-C., Volakis J.L. Wireless Power Harvesting with Planar Rectennas for 2.45 GHz RFIDs // 2010 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. - IEEE, 2010. - P. 329-331.
11. HuaX., Harjani R A 5^W-5mW Input Power Range, 0-3.5V Output Voltage Range RF Energy Harvester with Power-Estimator-Enhanced MPPT Controller // 2018 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC). - 2018. - P. 1-4.
12. Sheu M.-L., Tiao Y.-S., Fan H.-Y., Huang J.-J. Implementation of a 2.45GHz Passive RFID Transponder Chip in 0.18^m CMOS // Journal of Information Science and Engineering.
- 2010. - Vol. 26. - P. 597-610.
13. Fahsyar P.N.A., Soin N. A Proposed Low Power Voltage Multiplier for Passive UHF RFID Transponder // 2010 IEEE International Conference on Semiconductor Electronics. - 2010.
- P. 334-337.
14. Mazzilli F., Thoppay P.E., Johl N., Dehollain C. Design Methodology and Comparison of Rectifiers for UHF-band RFIDs // IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium.
- 2010. - P. 505-508.
15. Valenta C.R., Durgin G.D. Harvesting Wireless Power: Survey of Energy-Harvester Conversion Efficiency in Far-Field, Wireless Power Transfer Systems // IEEE Microwave Magazine.
- 2014. - Vol. 15, No. 4. - P. 108-120.
16. Patil P.R., Bedekar P.P. Analysis & Design of Active RFID Tag // Network and Complex Systems. - 2014. - Vol. 4, No. 4. - P. 47-51.
17. Dobkin D.M. The RF in RFID: Passive UHF RFID in Practice. - USA, MA, Burlington: Elsevier, 2008. - 493 p.
18. Tanner T-Spice Simulation. - Режим доступа: http://s3.mentor.com/public_documents/ datasheet/tannereda/t-spice-ds.pdf (дата обращения 01.09.2019).
19. Hu C., Niknejad A.M., Paydavosi N. BSIM4v4.8.0 MOSFET Model - User's Manual. - USA, CA, Berkeley: University of California, 2013. - 177 p.
20. SicardE., Bendhia S.D. Basics of CMOS Cell Design. - USA: McGraw-Hill, 2007. - 429 p.
21. Reynders N., Dehaene W. Ultra-Low-Voltage Design of Energy-Efficient Digital Circuits.
- Switzerland: Springer, 2015. - 192 p.
22. Wang A., Calhoun B.H., Chandrakasan A.P. Sub-threshold Design for Ultra Low-Power Systems. - USA, NY, New York: Springer, 2006. - 209 p.
23. Vaddi R., Dasgupta S., Agarwal R.P. Device and Circuit Design Challenges in the Digital Subthreshold Region for Ultralow-Power Applications // VLSI Design. - 2009. - Article ID 283702. - P. 1-14.
24. Коноплев Б.Г., Синюкин А.С. Исследование выпрямителей на основе наноразмерных МОП-транзисторов для микросистем с беспроводным питанием // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2018. - № 2 (196). - С. 105-113.
REFERENCES
1. Tran L.-G., Cha H.-K., Park W.-T. RF power harvesting: a review on designing methodologies and applications, Micro and Nano Systems Letters, 2017, Vol. 5, No. 14, pp. 1-16.
2. Takacs A., Okba A., Aubert H., Charlot S., Calmon P-F. Recent advances in electromagnetic energy harvesting and Wireless Power Transfer for IoT and SHM applications, 2017 IEEE International Workshop of Electronics, Control, Measurement, Signals and their Application to Mechatronics. IEEE, 2017, pp. 1-4.
3. Gudan K., Shao S., Hull J.J., Ensworth J., Reynolds M.S. Ultra-low Power 2.4GHz RF Energy Harvesting and Storage System with -25dBm Sensitivity, 2015 IEEE International Conference on RFID (RFID), 2015, pp. 40-46.
4. Almohaimeed A.M., Amaya R.E., Lima J.A., Yagoub M.C.E. An Adaptive Power Harvester with Active Load Modulation for Highly Efficient Short/Long Range RF WPT Applications, Electronics, 2018, Vol. 7, No. 125, pp. 1-14.
5. Gutierrez F. Fully-Integrated Converter for Low-Cost and Low-Size Power Supply in Internet-of-Things Applications, Electronics, 2017, Vol. 6, No. 38, pp. 1-20.
6. Valenta C.R. Microwave-Energy Harvesting at 5.8 GHz for Passive Devices: Ph. D. Thesis. USA, GA, Atlanta, 2014, 215 p.
7. Liu D., Wang R., Yao K. Design and Implementation of a RF Powering Circuit for RFID Tags or Other Batteryless Embedded Devices, Sensors (Basel), 2014, Vol. 14, No. 8, pp. 1483914857.
8. Liu H., Bolic M., Nayak A., Stojmenovic I. Taxonomy and Challenges of the Integration of RFID and Wireless Sensor Networks, IEEE Network, 2008, Vol. 22, No. 6, pp. 26-35.
9. Zhao P. Energy Harvesting Techniques for Autonomous WSNs/RFID with a Focus on RF Energy Harvesting: Doctor's degree Dissertation. Germany, Darmstadt, 2012, 138 p.
10. Olgun U., Chen C.-C., Volakis J.L. Wireless Power Harvesting with Planar Rectennas for 2.45 GHz RFIDs, 2010 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. IEEE, 2010, pp. 329-331.
11. HuaX., Harjani R A 5^W-5mW Input Power Range, 0-3.5V Output Voltage Range RF Energy Harvester with Power-Estimator-Enhanced MPPT Controller, 2018 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC), 2018, pp. 1-4.
12. Sheu M.-L., Tiao Y.-S., Fan H.-Y., Huang J.-J. Implementation of a 2.45GHz Passive RFID Transponder Chip in 0.18^m CMOS, Journal of Information Science and Engineering, 2010, Vol. 26, pp. 597-610.
13. Fahsyar P.N.A., Soin N. A Proposed Low Power Voltage Multiplier for Passive UHF RFID Transponder, 2010 IEEE International Conference on Semiconductor Electronics, 2010, pp. 334-337.
14. Mazzilli F., Thoppay P.E., Johl N., Dehollain C. Design Methodology and Comparison of Rectifiers for UHF-band RFIDs, IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, 2010, pp. 505-508.
15. Valenta C.R., Durgin G.D. Harvesting Wireless Power: Survey of Energy-Harvester Conversion Efficiency in Far-Field, Wireless Power Transfer, IEEE Microwave Magazine, 2014, Vol. 15, No. 4, pp. 108-120.
16. Patil P.R., Bedekar P.P. Analysis & Design of Active RFID Tag, Network and Complex Systems, 2014, Vol. 4, No. 4, pp. 47-51.
17. Dobkin D.M. The RF in RFID: Passive UHF RFID in Practice. USA, MA, Burlington: Elsevier, 2008, 493 p.
18. Tanner T-Spice Simulation. - Available: http://s3.mentor.com/public_documents/datasheet /tannereda/t-spice-ds.pdf (Accessed 01 September 2019).
19. Hu C., Niknejad A.M., Paydavosi N. BSIM4v4.8.0 MOSFET Model - User's Manual. USA, CA, Berkeley: University of California, 2013, 177 p.
20. SicardE, Bendhia S.D. Basics of CMOS Cell Design. USA: McGraw-Hill, 2007, 429 p.
21. Reynders N., Dehaene W. Ultra-Low-Voltage Design of Energy-Efficient Digital Circuits. Switzerland: Springer, 2015, 192 p.
22. Wang A., Calhoun B.H., Chandrakasan A.P. Sub-threshold Design for Ultra Low-Power Systems. USA, NY, New York: Springer, 2006, 209 p.
23. Vaddi R., Dasgupta S., Agarwal R.P. Device and Circuit Design Challenges in the Digital Subthreshold Region for Ultralow-Power Applications, VLSI Design, 2009, Article ID 283702, pp. 1-14.
24. Konoplev B.G., Sinyukin A.S. Issledovanie vypryamiteley na osnove nanorazmernykh MOP-tranzistorov dlya microsistem s besprovodnym pitaniem [Research of Rectifiers Based on Nanoscale MOS Devices for Microsystems with Wireless Power Supply], Izvestiya YuFu. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2018, No. 2 (196), pp. 105-113.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. Е.И. Лысенко.
Синюкин Александр Сергеевич - Южный федеральный университет; e-mail: sinyukin@sfedu.ru; 347928, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44; тел.: +79613084628; кафедра конструирования электронных средств; аспирант.
Коноплев Борис Георгиевич - e-mail: kbg@sfedu.ru; тел.: +78634371767; кафедра конструирования электронных средств; д.т.н.; профессор.
Sinyukin Alexander Sergeyevich - Southern Federal University; e-mail: sinyukin@sfedu.ru; 44, Nekrasovsky, Taganrog, 347928, Russia; phone: +79613084628; the department of electronic apparatuses design; postgraduate student.
Konoplev Boris Georgievich - e-mail: kbg@sfedu.ru; phone: +78634371767; the department of electronic apparatuses design; dr. of eng. sc.; professor.
