본 논문은 CMOS 트랜지스터 전류의 국소적 랜덤 변이를 특성화하고 Pelgrom 파라미터인 σ(V_th) 및 σ(β)/β를 추정하기 위한 디지털 출력을 갖는 온칩 측정 회로를 제시한다. 제안된 회로는 어레이로부터 시험 대상(DUT) 트랜지스터를 선택하고, 이를 공유 완화(릴랙세이션) 발진기에 통합한 뒤, 전압 스윙의 소량 변화에 의해 발진 주기가 이동하는 정도를 측정함으로써 동작한다. 이를 통해 트랜지스터 전류의 상대적 차이를 정밀하게 측정할 수 있으며, 이는 어레이 내 서로 다른 트랜지스터 간의 비교 또는 동일 트랜지스터에 대한 서로 다른 바이어싱 조건 하에서 가능하다. 또한, 이원분산분석(two-way analysis of variance, ANOVA)을 사용하는 수학적 접근법이 주변 회로로부터 발생하는 체계적 오프셋을 보정한다. 제안 방법의 유효성은 30 × 32 어레이를 갖는 0.18μm CMOS 시험 칩에서 입증되었으며, 그 결과 σ(V_th) = 7.54 mV 및 σ(β)/β = 1.09%를 산출하였다. 이는 직접 전류 측정과 비교했을 때 편차가 각각 0.35 mV 및 0.09 퍼센트 포인트에 불과하였다.

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