一种应用于音频的可重构Σ-Δ连续时间调制器

基于180 nm CMOS工艺,设计了一种应用于音频领域的可重构前馈式3阶Σ-Δ连续时间调制器。传统Σ-Δ连续时间调制器只有一种工作模式,而该设计利用可重构的积分器使Σ-Δ连续时间调制器具有高精度和低功耗两种工作模式。此外,采用的加法器提前技术减小了调制器功耗,负电阻补偿技术提高了调制器的SNDR,额外环路延时补偿技术提高了调制器的稳定性。仿真结果表明,在20 kHz信号带宽、1.8 V电源电压下,低功耗模式下调制器的SNDR为94.7 dB,功耗为291μW;高精度模式下调制器的SNDR为108 dB,功耗为436.6μW。

一种5.0~9.3 GHz低功耗宽带低噪声放大器设计

针对Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E(5 GHz、6 GHz)的低功耗、宽带宽等无线局域网(WLAN)设备需求,基于65 nm CMOS工艺设计了一款两级低功耗宽带低噪声放大器(LNA)。电路第一级采用结合互补共源电路的共源共栅结构,通过电感峰化技术和负反馈技术的运用,提高输入跨导,降低噪声,并拓展带宽和提高增益平坦度。第二级在共漏极缓冲器基础上引入辅助放大结构、电感峰化技术,实现抵消第一级共源管的噪声并拓展带宽。电路采用提出的前向衬底自偏置技术,以降低电路对电源电压的依赖,整体电路实现两路电流复用,从而有效降低了功耗。仿真结果表明,在5~9.3 GHz频带内LNA的S_(21)为17.8±0.1 dB,S11小于-9 dB、S_(22)小于-11.9 dB,噪声系数小于1.34 dB。在0.8 V电压下整体电路功耗为5.3 mW。

Tl-1223高温超导薄膜在蓝宝石单晶基片上的生长和性能研究

本文报道了采用射频磁控溅射法和快速升温烧结法在R面取向的蓝宝石单晶基片上生长CeO_(2)缓冲层和Tl-1223超导薄膜,研究了缓冲层生长情况和先驱膜后退火条件对超导薄膜结晶情况和超导特性的影响。AFM和XRD表征结果显示,蓝宝石基片经过退火后其表面形成具有光滑平台的台阶结构,同时基片的晶体质量得到了改善;本文所制备的CeO_(2)缓冲层和Tl-1223超导薄膜具有较好的c轴生长取向,而且两者呈现良好的ab面内织构。SEM表征结果显示,生长良好的Tl-1223超导薄膜呈层状结构,表面光滑平整、结构致密。在液氮环境下,测得所制备Tl-1223超导薄膜的临界转变温度Tc约为111 K,临界电流密度Jc(77 K,0 T)约为1.3 MA/cm2。

8mm波段Fabry-Perot谐振腔及其在约瑟夫森结特性测量中的应用

通过三维电磁仿真技术设计并制作了8mm波段Fabry-Perot谐振腔,并建立起一套Fabry-Perot谐振腔高温超导约瑟夫森结特性测试系统.用它测量了Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)高温超导薄膜双晶约瑟夫森结的毫米波辐照特性,得到高质量的夏皮罗台阶,并与在U形波导测试系统中测得的结果进行了比较,发现利用Fabry-Perot谐振腔测量技术可显著提高外加电磁场与约瑟夫森结的耦合效率,为进一步研究毫米/亚毫米波信号检测、THz波信号源等研究打下坚实的基础.

纳米狭缝耦合金属圆-矩形复合孔阵列结构增强光透射

采用时域有限差分方法研究了纳米狭缝的宽度,圆孔半径、矩形的长和宽对纳米狭缝耦合金属圆-矩形复合孔阵列结构增强光透射特性的影响。研究发现该结构与圆孔阵列、圆-矩形复合孔阵列两种结构相比较,光的透射率得到了显著的增加,这表明本文提出的纳米狭缝耦合金属圆-矩形复合孔阵列结构中的表面等离激元和局域表面等离激元两种模式相互耦合起了关键作用。纳米狭缝宽度是影响光透射的主要因素,纳米狭缝宽度为55 nm时,透射率达到89%,半宽度达129 nm;圆孔半径、矩形孔的长和宽、周围环境介电常数等参数也影响透射率与共振峰位置:随着圆孔半径、矩形孔宽度的增大,透射率明显增强,同时共振峰蓝移;随着矩形孔长度和周围环境介电常数的增加,共振峰有规律的红移。

一种高精度超低功耗基准电压源

提出了一种超低功耗、无BJT的基于亚阈值CMOS特性的基准电压源。采用正负温度系数电流求和的方式来获得与温度无关的电流,再转换成基准电压;采用共源共栅电流镜来提高电源电压抑制比和电压调整率。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺进行仿真,结果表明,在-20℃~135℃温度范围内,温漂系数为2.97×10^(-5)/℃;在0.9~3.3V电源电压范围内,电压调整率为0.089%;在频率为100Hz时,电源电压抑制比为-74dB,电路功耗仅有230nW。

嵌入Fabry-Perot谐振腔的Tl-2212双晶约瑟夫森结的特性

采用嵌入Fabry-Perot谐振腔的方式,测量并研究Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)高温超导薄膜双晶约瑟夫森结的毫米波辐照特性。通过精细调节谐振腔的各种参数,可使双晶约瑟夫森结与外加毫米波达到最佳耦合,在最佳耦合情况下,能观察到5级明显的夏皮罗台阶。初步测量了由667个双晶约瑟夫森结组成的串联结阵列的毫米波辐射特性,得到中心频率为78.7 GHz,大约6 pW的辐射功率。

一种多模式低噪声放大器的设计

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,采用可重构结构,设计了一种应用于北斗、GPS导航系统接收机的可切换双频段低噪声放大器。采用Cadence Spectre RF仿真器进行仿真和验证。结果表明,在1.2GHz频段,该放大器的增益为17.6dB,噪声系数为2.8dB,S_(11)为-11.1dB,S_(22)为-11.3dB;在1.57GHz频段,该放大器的增益为15.1dB,噪声系数为2.98dB,S_(11)为-11.7dB,S_(22)为-10.6dB。芯片尺寸仅为1 260μm×844μm。在1.8 V供电电压下,直流功耗仅为28.8mW。

基于单电感双输入双输出Boost-buck DC-DC的高转换效率能量收集电路

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于物联网(IoT)无线传感器节点的双输入双输出高转换效率能量收集电路,在最大功率点跟踪技术和整流技术支持下实现对压电能(PZ)和热电能(TEG)两种能量源的自主能量收集.电路在轻载状态下,Boost升压回路对超级电容和负载供电,实现双路输出;在重载状态下,Boost升压和Buck降压回路同时对负载供电,弥补了能源不足的缺陷.通过引入非连续导通模式(DCM)、连续导通模式(CCM)的自主切换技术,有效减少电感上的电流反向泄漏,显著提高了电路转换效率.仿真结果表明峰值转换效率可达到90.6%.

用TOOLBOOK开发大学物理多媒体CAI课件探讨

论述了用ＴＯＯＬＢＯＯＫ开发“气体分子运动论”多媒体ＣＡＩ课件的方法详细介绍了在ＴＯＯＬＢＯＯＫ中，文字、图形、图像、声音、动画等多媒体数据的制作，本课件图、文、声、像并茂，操作简便，有很好的界面和很强的交互能力．

一种0.5～5GHz改进型折叠混频器

采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种基于双平衡Gilbert单元的宽带低噪声亚阈值混频器。采用折叠型结构,在跨导级添加LC并联谐振电路,控制开关管工作在亚阈值区,以提高增益、降低噪声,同时降低本振功率。与传统的折叠混频器相比,该电路的增益达到9.5~18.4dB,噪声仅为6.1~7.2dB,在1.8V电压下功耗为18.18mW。

OBE理念下课程教学目标达成评价的量化分析与持续改进研究

工程教育专业认证是国内外保障工程教育质量的一个有效制度。基于OBE理念对电路分析基础课程目标总体和个体达成情况进行量化评价,并提出行之有效的课程教学质量监控方法,能及时发现课程教学的短板和学生的个体差异,为课程教学的持续改进以及学生的跟踪与指导提供科学依据,有效提升课程教学质量和学生的综合素质。

一种适用于生物医学信号采集的高线性度VGA

传统VGA线性度较低,不适用于生物医学应用。文章分析了基于可编程跨导器的传统结构,得出环路增益和失真的关系,并基于此采用增益提升技术提高环路增益,设计了一种新型的基于可编程跨导器的VGA,提高了VGA的线性度。仿真结果表明,在1.2 V电源电压下,电路消耗电流为10μA,在0~30 mV的输入信号幅度范围内,VGA的总谐波失真不高于0.5%,IM3减小14 dB,IIP3为18.57 dBm,在0.1 Hz~100 kHz范围内,等效输入噪声为616 nV。

Multisim在超导器件研究中的应用

为了对约瑟夫森结及其相关电路进行仿真研究,首次在Multisim中建立了约瑟夫森结的模型.利用Multisim对直流约瑟夫森效应,交流约瑟夫森效应进行了仿真验证.随后利用在Multisim中建立的模型对电阻电容电感并联约瑟夫森结(Resistively-Capacitively-Inductively Shunted Junction,RCLSJ)模型中的混沌行为,微波感应台阶,热噪声对台阶的影响以及RSFQ(Rapid Single Flux Quantum)电路进行了仿真研究.仿真结果证明了在Multisim中建立的模型对超导器件进行仿真研究是合理可行的,这对超导器件的分析和设计具有重要意义.

2.5～6.0GHz信号的体内植入式信道特性分析及建模

该文采用基于有限积分法（FIT）的3D电磁（EM）仿真工具以及源于男性活体CT及MRI切片图像构建的3维人体电磁模型,分析研究2.5~6.0 GHz电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率（SAR）特性,考察该频段信号在人体内外通信的有效性并建立相应的信道数学模型。分析结果表明：采用2.5~6.0 GHz频段信号实现人体植入式生物医学电子设备无线通信是可行的、安全的;所建立的改进型幂律函数信道模型能较好地描绘该频段信号在人体内的路径损耗特性,在2.5 GHz和6.0 GHz频率处信道模型与电磁计算结果的均方根误差（RMSE）分别为2.78 dB和8.30 dB。

采用快速升温烧结方法生长Tl-1223超导薄膜的研究

报道了在铝酸镧(00l)衬底上生长Tl-1223超导薄膜的快速升温烧结方法以及铊(Tl)源陪烧靶的配比对Tl-1223薄膜晶体结构的影响.扫描电子显微镜观测表明,采用快速升温烧结方法生长的Tl-1223超导薄膜具有致密的晶体结构.X-射线衍射等测试表明,采用合适配比的陪烧靶在氩气环境下可以制备出纯c轴取向的Tl-1223超导薄膜,充氧退火后的薄膜具有较好的电学性能,其临界转变温度T_(c onset)达到116K,临界电流密度达到1.5MA/cm^2(77 K,0 T).实验结果表明,采用这一新的烧结方法制备Tl系超导薄膜具有升降温时间和恒温时间短、生产成本低等特点.

热处理对MgO基片的表面形貌以及对CeO_2和Tl-2212薄膜生长的影响

研究了MgO基片在高温退火时表面形貌和表面结构的变化,以及它对CeO2缓冲层和Tl-2212超导薄膜生长的影响。原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1100℃温度下退火,MgO的表面首先由未退火时的皱褶形貌,演化为光滑表面,随着退火时间的延长,表面形貌最终演化为具有光滑基底的独立生长峰结构。XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高MgO基片表面结晶的完整性。在1100℃温度下热处理8小时的MgO基片上可以生长出具有高度c轴取向的CeO2(001)缓冲层。然后在此缓冲层上制备了厚度为500nm的外延Tl-2212超导薄膜,其临界转变温度(Tc)达到108.6K,液氮温度下临界电流密度(Jc)为2.8mA/cm2,微波表面电阻Rs(77K,10GHz)约为360.9μΩ。

工程教育专业认证背景下的微电子专业教改实践研究

华盛顿协议的签署标志着我国的工程教育朝着国际化的目标在大踏步迈进,微电子技术是电子信息技术发展的基石,其工程性与实践性非常强,桂林电子科技大学在十余年的微电子专业教学过程中,对专业培养方案、理论与实践课程建设、课程群建设、创新创业课程建设等进行了不断的教改实践,并结合工程教育专业认证和科学研究实践,开展了科教协同培养,摸索出了具有桂电特色的微电子专业培养模式。

高温超导约瑟夫森结阵列的相位锁定

根据交流约瑟夫森效应,研究了嵌入Fabry-Perot谐振腔里的约瑟夫森结阵列在微波辐照下的相位锁定问题。结阵列是由生长在双晶钇稳定氧化锆(YSZ)基片上的YB2Cu3O7(YBCO)超导薄膜光刻成微桥得到的。通过优化设计,在温度为79.2K辐照频率为77.465GHz的条件下,包含620个串联约瑟夫森双晶结的结阵列在外加微波辐照下实现了相位锁定,得到了陡峭的夏皮罗台阶。其第一级夏皮罗台阶的电压约为0.1V,台阶高度约为0.17mA。试验结果表明,这种结阵列结构在电压基准的应用上有极大的优势,而且这种准光学耦合方法在太赫兹信号发生和检测方面有很好的应用前景。

约瑟夫森结阵列在射频辐照下的微波感应台阶研究

约瑟夫森结阵列在射频辐射下的微波感应台阶是利用约瑟夫森结阵列作为射频信号检测和电压标准等应用的基础。采用数值仿真的方法,对约瑟夫森结阵列在不同情况下的微波感应台阶进行了较为系统的研究。研究结果包括射频电流幅度、射频电流频率、约瑟夫森结的McCumber参数、约瑟夫森结参数的不一致性和热噪声等对微波感应台阶的影响,结果对指导实验和解释实验现象具有一定的参考价值。