A 0.4 V CMOS Current-Controlled Tunable Ring Oscillator for Low-Power IoT and Biomedical Applications
Notice bibliographique
Résumé
This work presents a current-controlled CMOS ring oscillator (CCRO) optimized for ultra-low-voltage applications in next-generation energy-constrained systems. Leveraging bulk voltage tuning in 22 nm FDSOI differential inverter stages, the topology enables frequency adjustment while operating MOSFETs in the subthreshold region—critical for minimizing power in sub-1 V environments. Simulations at 0.4 V supply demonstrate robust performance: a three-stage oscillator achieves a 537–800 MHz tuning range with bias current (IBIAS) modulation from 30–130 nA, while a four-stage configuration spans 388–587 MHz. At 70 nA IBIAS, the three-stage design delivers a nominal frequency of 666.8 MHz with just 10.23 µW power dissipation, underscoring its suitability for ultra-low-power IoT and biomedical applications. The oscillator’s linear frequency sensitivity (2.63 MHz/nA) allows precise, dynamic control over performance–power tradeoffs. To address diverse application needs, the design integrates three tunability mechanisms: programmable capacitor arrays for coarse frequency adjustments, configurable stage counts (three- or four-stage topologies), and supply voltage scaling. This multi-modal approach extends the operational range to 1 MHz–1 GHz, ensuring compatibility with low-speed sensor interfaces and high-speed edge-computing tasks. The CCRO’s subthreshold operation at 0.4 V—coupled with nanoampere-level current consumption—makes it uniquely suited for battery-less systems, wearable health monitors, and implantable medical devices where energy efficiency and adaptive clocking are paramount. By eliminating traditional voltage-controlled oscillators’ complexity, this topology offers a compact, scalable solution for emerging ultra-low-power technologies.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».