一种进行环路隔离的大电流高电源抑制比LDO设计

针对传统带有电荷泵、以NMOS作为功率管的LDO驱动能力低下和输出纹波偏高的问题,基于Huahong 0.35μmBCD工艺,设计了一种隔离交直流环路的大电流LDO。该LDO通过将直流环路和交流环路进行隔离,降低了对电荷泵驱动能力的需求,从而保证NMOS功率管栅极驱动电压的较低纹波并实现大电流输出。通过加入纹波电流吸收电路,增强了LDO的PSRR。结果表明,在3.41~5.5V的输入电压范围内,LDO的输出电压为3.3V,输出电流最高达到3 A,压差为110 mV。LDO在轻负载下的PSRR为:111.261dB@DC,86.9005dB@1kHz,78.9472dB@1MHz;重负载下的PSRR为:111.280dB@DC,84.1231dB@1kHz,39.2638dB@1MHz。

一种用于传感器模拟前端的可编程增益放大器

基于华虹0.18μm CMOS工艺设计了一款用于传感器模拟前端的可编程增益放大器(PGA),其整体采用全差分结构来抑制传感器输出的共模噪声、直流分量以及供电电源的输出噪声。该电路由仪表放大结构轨对轨输入级、轨对轨自动调零全差分运算放大器、数字控制电路以及直流分量消除电路这四个部分构成,同时采用连续时间自动调零校准技术来降低其输入失调电压。PGA的放大倍数为5 bit调节,共12个档位,分别为1,2,4,8,…,1024,2048倍。在3.3 V电源电压下,PGA输入输出摆幅为0.2~3.1 V。在输入500 mV的直流分量条件下,在-40~125℃的温度范围内,可将直流分量抑制到47.6μV。通过Virtuoso软件进行电路设计、版图绘制以及仿真验证,后仿真结果表明,在进行100次蒙特卡罗仿真下,电源抑制比和共模抑制比在1 kHz处的平均值分别约为110.3 dB和116.1 dB,输入失调电压的1σ值约为21.3μV。

应用于轨到轨运放的一种低纹波电荷泵

运放电路通常采用互补差分输入对的方式实现轨到轨输入,但输入级跨导的波动增大了运放设计难度。针对轨到轨运放输入级跨导恒定的问题,设计了一种宽输入范围低纹波电荷泵。利用振荡器产生时钟信号,控制数字逻辑电路,生成五对时钟不交叠的开关控制信号,来交替开启和关闭泵电容,在开关交替期间对泵电容进行预充放电,从而规避时钟馈通效应,降低输出纹波。电路使用0.35μmBCD工艺。仿真结果表明,在时钟频率为10MHz、负载500μA时,电荷泵输入电压2~5V,输出均可提升1.5~1.6V,输出纹波低于3mV,提高了电路内部电源的稳定性。

功率MOS开关的高精度电流检测电路设计

随着军工设备、工业控制、智能汽车等领域的发展,功率MOS开关驱动器的需求量不断提升,其可靠性、安全性等性能要求也在逐步提高。为保证功率MOS管在安全电流下工作,设计了一款高精度高边电流检测电路。利用复合式斩波放大器,大幅降低失调电压对电流采样精度的影响,并保证电路系统有足够的响应速度。该电路采用CSMC 0.18μm高压BCD工艺进行设计,在添加10mV的输入失调电压后,测量精度依然可以达到99%,带宽达到3MHz。

微机械薄膜应力的在线测试结构

微机械薄膜应力对MEMS器件有较大的影响 ,因此应力测量对于工艺监控和MEMS器件设计是必须的。介绍了微机械薄膜应力的在线测试结构与方法 ,详细分析了各种方法的特点。

一种改进的旋转式微机械结构

给出了一种改进的旋转式微机械薄膜残余应变测试结构.与已有的普通微旋转结构相比,改进的微旋转结构执行梁的宽度都保持一致.改进的微旋转结构在旋转变形之后,整个执行梁都会发生弯曲变形,所以在变形之后结构的残余应力非常小且分布均匀,没有普通微旋转结构的高应力集中,因此测量精度高于传统微旋转结构,更适合于高残余应变薄膜的测试.文中详细推导了改进微旋转结构的力学模型,并用有限元软件进行了模拟分析,同时详细地给出了改进的微旋转结构与传统微旋转结构的性能对比,最后用实验对改进微旋转结构的理论模型进行了验证.

多晶硅薄膜材料参数的在线测试系统

建立了一套多晶硅薄膜材料参数的在线测试系统.系统包括测试结构物理版图、测试设备和计算软件,能够在线测试多晶硅薄膜的主要材料参数,且测试设备和测试方法都与集成电路测试相兼容,即所有物理量的测试都转化为电学量的测量,整个测试过程完全由计算机控制完成.

一种新型微机械锚

在不增加薄膜层数的前提下设计出一种新型的薄膜微机械锚结构。新型微机械锚与传统微机械锚相比具有更大的厚度和合理的形状 ,其刚度得到很大增强。有限元的模拟表明 ,新型微机械锚不仅能向连接在其结构上的其他微结构提供更高的支撑力 。

MEMS薄膜材料参数在线测试方法与技术

给出了一种MEMS薄膜材料参数的在线测试技术与方法.这种技术包括微测试结构图形、测试硬件设备和测试分析软件.它能够快速测试MEMS薄膜的主要性能参数,并且测试设备和测试方法都与集成电路测试方案兼容,即所有材料参数的测试与提取都通过电学激励与电学测量来实现.文中首先给出了测试技术与方法的工作原理,然后对用标准表面微机械加工工艺制作的多晶硅薄膜进行了测试,实验结果表明该测试技术与方法的测试效率高、成本低,具有一定的工业应用价值.

一种无比较器的高精度RC振荡器设计

基于华虹0.18μm CMOS工艺,设计了一种无比较器的低温漂高精度RC振荡器。通过调整电流源的负温度系数电流补偿MOSFET阈值电压的温漂,保证输出频率在大温度范围内的高稳定性。通过提高电流源输出阻抗,提高振荡器的电压稳定性。采用数字修调技术矫正工艺偏差引起的频率误差。该振荡器由启动电路、CTAT电流源电路、电流镜电路、修调电路、竞争冒险消除电路和RC振荡电路六部分构成。因为没有采用比较器结构,所以在该振荡器中,不会出现由于比较器的传输延时与输入失调电压引起的非理想因素。采用Cadence进行电路仿真与验证,后仿真结果表明,该振荡器的典型频率为2 MHz,起振时间为5.1μs。在3~5 V电源电压变化范围内,频率偏差均在±0.55%以内;在-40~125℃温度范围内,输出频率随温度的变化率均在±1.2%以内,可适用于高精度的数模混合信号芯片。

一种高增益带宽积高摆率运算跨导放大器

运算放大器(OTA)是模拟和混合信号集成电路中重要的构成模块,在各类电路中有着广泛的应用,人们希望运算放大器能以低电源电压运行的同时保持高增益带宽积,这就对运算放大器的性能提出了一定的要求,对此,基于折叠式共源共栅结构提出了一种高增益带宽积高摆率的运算跨导放大器。该OTA基于0.18μm CMOS工艺设计,电路主要包含自适应偏置电路、反馈回路、折叠式共源共栅运算放大器等模块,利用自适应偏置电路代替差分输入对的尾电流源,提升动态电流和增益带宽积,通过反馈回路进一步提升电路性能。利用Cadence软件对电路进行仿真,仿真结果表明,在其他指标变化不大的前提下,该运放的增益带宽积和摆率相较于传统的折叠式共源共栅结构分别约提升了9倍和10倍。

MEMS薄膜吸合电压在线测试系统设计

为了实现MEMS薄膜材料参数的在线测试,设计了MEMS薄膜吸合电压在线测试系统。该测试系统由测控软件、测试硬件平台与测试微结构构成,能够全自动地快速完成薄膜吸合电压的在线测试,并立即输出薄膜的杨氏模量与残余应力。测试系统最大可测试100V的吸合电压,测试精度为±1.0V。最后对由标准牺牲层加工工艺制作的多晶硅双端固支梁进行了测试实验,并给出了测试数据,实验结果表明本测试系统具有高精度、快速测试的优点,适合于工业生产的大批量测试需求。