RFID Logic circuit with oxide TFTs modeled by genetic algorithms

Nos últimos anos, a necessidade por técnicas de identificação com velocidades de leitura superiores e maior flexibilidade relativamente à memória e programabilidade, levaram ao desenvolvimento de tecnologias de identificação de rádio frequência (RFID). Esta tecnologia já provou o seu valor no futuro da Internet das coisas (IoT), ao permitir a possibilidade de marcar qualquer tipo de produto facilmente e com baixo custo por etiqueta, enquanto possibilita a conexão deste tipo de etiquetas com smartphones para aumentar a ligação entre os dispositivos RFID e a vida quotidiana. Além disto, a introdução de transístores de filme fino (TFT) de óxidos amorfos em circuitos RFID, abre um novo mundo de aplicações, visto que este tipo de dispositivos permite o uso de substratos transparentes e/ou flexíveis, devido à possibilidade de usar baixas temperaturas durante o processo de fabrico para este tipo de transístores. Neste trabalho, foi usado o Modelo a-Si Nível 61 com a ajuda de algoritmos genéticos para criar modelos de transístores de a-IGZO produzidos com um dielétrico de porta depositado por métodos de solução usando spin-coating. Com estes modelos, foi dimensionado um circuito digital de RFID, usando uma topologia em que o transístor de carga está em configuração de díodo, para ler uma memória ROM de 16-bit e posteriormente codificar o sinal através de uma codificação de Manchester com uma taxa de transferência de 14 kbit/s. Este tipo de circuitos utilizando substratos transparentes e/ou flexíveis pode possibilitar no futuro a criação de embalagens inteligentes para bens domésticos e a posterior integração numa configuração de frigoríficos inteligentes. Isto significa que poderá ser possível uma pessoa ser avisada quando é necessário comprar um produto ou quando ultrapassa o prazo de validade.In recent years, the need for identification techniques, with faster reading speed and more flexibility regarding memory and programmability, led to the development of Radio Frequency Identification technologies. This technology has already proven to be essential in the future of Internet-of-Things, by allowing the possibility of tagging any type of product easily and at low cost per tag, while also allowing the interface of these tags, with common smartphones to increase the connectivity of RFID devices in daily life. Furthermore, the introduction of amorphous IGZO thin film transistors in RFID circuits, opens a new world of applications since this type of devices allows the use of transparent and/or flexible substrates, due to the low temperatures required during the fabrication process. In this work, it was used the a-Si Level 61 TFT Model together with genetic algorithms, to model a-IGZO transistors produced, with a gate dielectric deposited by a solution method using spin coating. With these models, it was designed an RFID logic circuit, which employs diode connected structures, to read a 16-bit Read Only Memory and encode the signal using a Manchester encoding technique, with a data rate of 14 kbit/s. These types of circuits using transparent and/or flexible substrates could allow, in the future, the creation of smart packaging for regular house goods and integrate it in a smart fridge configuration. Meaning that, it could be possible to a person either to be advised when to buy a certain item or when it reaches the expiration date