TFT集成电路的新应用

薄膜晶体管主要应用于TFT-LCD或者AMOLED的集成栅极驱动实现显示的窄边框和低成本，即将显示器的栅极驱动电路用薄膜晶体管（TFT）的形式制作在显示面板之上，实现全集成面板显示（Gate on Array）。然而，除了该常规应用之外，薄膜晶体管集成电路也在其他领域得到广泛的关注和应用，其中包括薄膜晶体管集成运算放大器和无源无线射频识别（RFID，Radio Frequency Identification）。
在运算放大器方面，自2010年以来，基于薄膜晶体管的运算放大器不断被提出，性能不断提高，功耗也逐渐下降。2010年，Yi-Chuan Tarn等人采用真空沉积的方法制备a-Si差模输入两级运算放大器，该运算放大器工作电压25V，低频增益为42.5dB，单位增益频率为30kHz，功耗3.5mV[1]；2013年，Christoph Zysset等人采用真空成沉积的方法制备弯曲半径为5mm的含共模抑制反馈结构的差模输入三级运算放大器，该运算放大器工作电压5V，低频增益18.7dB，共模抑制比40dB，单位增益频率427kHz，功耗900uW[2]；2018年，Daejung Kim等人采用溶液制程制备出a-Si差模输入三级运算放大器，该运算放大器工作电压15V，低频增益24.6dB，单位增益频率0.2kHz[3]。
在无源无线射频识别方面，随着薄膜晶体管尺寸的缩小和性能的提升，低功耗、无源、符合特定传输协议的、基于薄膜晶体管的RFID标签已经成功制备。2017年，比利时鲁汶大学Kris Myny教授等人在国际固态电路会议（ISSCC）上报告柔性的、功耗为7.5Mw、兼容ISO-14443-A传输协议的RFID标签的制备[4]。相比前人的研究工作，Kris Myny教授的工作具有更低的逻辑门延时（2.4ns）、更高的传输速率（最高约27MHz）、含载波分频电路、符合13.56MHz频率传输协议、更高集成度（1712个晶体管）等优势，为基于薄膜晶体管RFID标签的应用奠定基础。

REF：
[1] An Amorphous-Silicon Operational Amplifier and Its Application to a 4-Bit Digital-to-Analog Converter, Journal of Solid-State Circuits, May 2010.
[2] IGZO TFT-Based All-Enhancement Operational Amplifier Bent to a Radius of 5 mm, Electron Device Letters, Nov 2013.
[3] A Solution-Processed Operational Amplifier Using Direct Light-Patterned a-InGaZnO TFTs, Transactions on Electron Devices, May 2018.
[4] A flexible ISO14443-A compliant 7.5mW 128b metal-oxide NFC barcode tag with direct clock division circuit from 13.56MHz carrier, International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), Feb 2017

图 1 参考文献3运算放大器结构图

图 2 参考文献4RFID标签结构图