大规模集成电路中的互连问题和微波技术

本文叙述了大规模和超大规模集成电路中当电路规模和工作速度增加时的互连问题,此时互连系统中出现的波效应将十分明显,并将影响集成电路的电性能。为对这种效应进行估算并和集成电路的整体设计相配合,必须与微波理论和方法相结合,本文对这一领域的研究工作进行了概括性的评述。

高速大规模电路系统互连线电阻矩阵的边界积分算法

本文用边界积分法计算高速大规模电路系统互连线的电阻矩阵,文中进行了边界积分方程的推导及将其转换为矩阵方程后计算电阻矩阵的方法,最后以实例说明其计算结果及适用范围。

微带不均匀性的平面格林函数解法

本文提出一种应用平面波导模型和平面格林函数计算微带不均匀性的方法。在计及传输线上高次模的情况下,可得到和外接传输线相连边界上存在不均匀性的微带电路的Z或S参数。由于具有高精度和通用性,本文的方法可应用于微波集成电路的分析和优化程序中以改进电路设计的精度。作为实例给出了用本文方法计算的若干微带不均匀性的结果。

一种新颖的蝴蝶结形缺陷接地结构微带线

提出一种新颖的蝴蝶结形缺陷接地结构(DGS)微带线,分析了该微带线的带阻特性和慢波特性.同时考虑微带线损耗,建立了该微带线的等效电路模型及其参数提取,并分析了蝴蝶结形DGS结构变化对阻带特性的影响.最后将该DGS结构应用于紧凑结构低通滤波器的设计,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了所提结构的可靠性.

一种新颖的PBG宽阻带低通滤波器

本文首次提出综合PBG结构和微带线结构两因素 ,来设计滤波器的概念 .与普通PBG结构滤波器不同的是 ,本文采用具有T形和十字形短截线的微带线代替直线微带线 ,在接地板上只需刻蚀一列PBG结构即可构成宽阻带低通滤波器 .文中以T形短截线PBG结构的低通滤波器为例 ,运用时域有限差分法 (FDTD) ,分析了在不同短截线长度和PBG结构方孔边长的情况下 ,该滤波器的传输特性 .文中还给出了该滤波器和Rumsey方法与Kim方法设计的级联、并联两种PBG结构低通滤波器的传输特性的模拟结果及其对比分析 .最后 ,文中给出了模拟结果和测试结果 ,来验证所设计的低通滤波器的有效性 .

硅衬底上共面线的特性及应用

基于理论和实验结果对深亚微米硅集成电路中的共面传输线的特性进行了研究 ,提出了硅衬底上传输线分布参数的提取方法和减小共面线衰减的一些设计准则 .成功地将共面线应用在深亚微米高速集成电路的设计中 ,并给出了放大器芯片和共面线的测试结果 .测试结果表明 :在深亚微米 CMOS高速集成电路中 ,用共面线实现电感是一种行之有效的方法 .

基于IBIS模型的高速数字I/O缓冲器的瞬态行为建模

引入了一种基于最新版本的 IBIS模型给出的信息构造高速数字 I/O缓冲器的瞬态行为模型的方法 .阐述了从 IBIS建模数据中得到这种瞬时状态转换行为模型的推导过程 ,同时获得了建模所需要的充分条件 .与相应的晶体管级模型相比 ,该方法在获得了更高仿真精度的同时 ,提高了具有大量同步开关器件芯片互连的仿真速度 .最后 ,为了验证模型的有效性 ,给出了该模型和晶体管级模型 (SPICE模型 )

一种基于光子带隙结构的宽阻带低通滤波器

提出了两种新颖的基于光子带隙结构微带线的宽阻带低通滤波器 .该滤波器分别采用了T形和十字形短截线来构造 .文中还讨论了该滤波器的传输特性 .该滤波器设计和制作简易 .最后给出的该低通滤波器的模拟结果和测试结果 ,表明了该滤波器设计的有效性 .

基于PEEC方法的片内螺旋电感建模

采用部分元等效电路方法,结合近似的三维闭式格林函数,在10GHz以下的频率范围提出了一种针对有耗硅衬底上螺旋电感的准静态建模新方法.该方法充分考虑了有耗的硅衬底、趋肤效应、接近效应等因素对螺旋电感电特性的影响,通过与全波分析方法对比,证明在相当宽的频率范围该方法是有效、可行的,可广泛应用于微波和射频硅集成电路的优化设计和仿真.

互连封装结构电特性分析中的改进PEEC三维建模

本文提出了一种改进的PEEC模型 ,为便于在大规模互连封装结构分析中利用规模缩减技术 ,它以描述系统的状态方程代替了具体的等效电路 .为此它以矢量磁位的积分表达式和洛仑兹规范代替了矢量磁位和标量电位的积分表达式 ,对积分方程进行展开 .这样做可以避免复杂介质结构中的电容矩阵提取 ,大大节省了计算时间 .这一模型可方便地嵌入更大的系统进行分层次的综合分析和利用PVL等规模缩减技术 .数值计算的结果与其他文献吻合较好 。

基于PEEC方法的平面电路EMC问题分析

提出了基于部分元等效电路 (PEEC)方法求解印制板电路电磁兼容问题的新方法 .即将印制板电路的辐射问题分为两步 :(1 )用部分元等效电路的方法确定印制板导体上的场源 (电流 )分布 ;(2 )将所有电流元的辐射场进行叠加求总的辐射场 .文中对上述方法进行了分析 ,在此基础上通过一个对称电路和一个非对称电路的辐射场计算 ,提出了一些工程设计中减小辐射的设计准则 .

周期性缺陷接地结构的微带线

基于单元缺陷接地结构(DGS)等效电路模型,研究了周期性缺陷接地结构微带线的色散关系,并给出其阻带的快速估算方法。为提高微波电路的集成度和灵活性,提出了基于周期性DGS结构弯折型微带线,分析其带阻特性、色散特性和阻抗特性。实验证明,该结构在4～7GHz之间具有良好的宽阻带特性。

第四代移动通讯技术的构架及其关键技术

本文首先简要介绍和比较前三代移动通信技术,接着提出第四代通信技术(简称4G)的概念,并从网络结构、接入网系统和软件系统等三个方面对4G移动通信系统作了系统分析。最后,对4G的关键技术进行的初步探讨。

博士生培养质量的一些体会

本文介绍了博士生培养工作的体会。提高研究生(特别是博士生)的培养质量关系到提高人才的创新素质和创新能力。培养创新型人才,是当前国家的迫切要求,也是担负研究生培养任务的高校及研究机构应尽的责任。博士生的培养目标、方式和较低学位层次的学生有所不同,因此切忌以统一的模式,一刀切的方式进行培养,必须因人而异,进行个性化培养。为了使博士生达到较高的质量,在培养方面做了较多的努力,总的原则是:根据博士生不同的素质、知识背景和独立研究能力,对他们因材施教,进行个性化的培养。作为导师,必须勤于思考、开阔思路、广泛调研,在研究领域的选择、研究方法的考虑,甚至对学生的培养思路等方面均能有所开拓。人才培养是一个复杂的系统工程,必须不断进行探索。

芯片互连线频变电感和电阻参数提取的程序化

用导体截面矩量法提取多导体芯片传输线电阻和电感频变分布参数时 ,为了使矩量法程序化 ,提出了几种不同的网络划分方法 .通过运行相应的 C++程序 ,比较了它们对参数提取结果的影响和计算时间 .结果表明 ,网格划分方法精度高、计算时间短 .

EBG结构在35GHz微带阵列天线中应用

分别采用理论计算和实验测试法分析介质基片上钻孔型电磁带隙(EBG)结构的阻带特性,得出了一致结论。依据仿真与测试结果,设计了一种同时抑制TE和TM模的EBG结构,并应用于4单元35GHz微带型阵列天线。测试结果表明:该EBG结构微带阵列天线带宽增加约1倍,增益提高了1.3dB i。

一种K波段GaAs MESFET压控振荡器的设计

利用微波晶体管的负阻特性,基于Agilent ADS软件,设计出一种K波段微带结构、变容管调谐的MESFET压控振荡器(VCO)。对VCO进行实测,结果表明,VCO的中心频率为20.56GHz,调频带宽大于100MHz,带内输出功率大于2mW,相位噪声大于-90dBc/Hz@100kHz,满足实际应用。

多导体传输线时域响应分析的卷积-特征法

本文提出了多导体传输线时域响应分析的卷积-特征法,其最大特点是能分析具有频变损耗和任意负载终端的非均匀传输线.

用修正特征法模型求解高速VLSI中有耗互连线的瞬态响应

本文提出了用于高速集成电路系统中有耗互连线瞬态响应求解的一个计算模型及其相应的算法．传统的特征法在用于求解无耗传输线或满足ＬＧ＝ＲＣ的有耗传输线时具有简单的递归形式和较高的计算效率，但不能用于一般的有耗传输线．本文在特征法的基础上，通过适当的参数修正，建立了一般有耗传输线瞬态响应的近似特征模型，导出了其对时间变量递归形式的计算公式．该模型只需计算传输线两端的电流和电压，因而计算效率高且节省内存．数值实验结果表明，该算法可以达到相当高的精度．

一种基于低温共烧陶瓷的新型多层交叉耦合基片集成波导滤波器

提出了一种4级交叉耦合的拓扑结构,并用其设计了一个多层基片集成波导滤波器.非相邻谐振腔间的交叉耦合使滤波器产生了2个有限传输零点,改善了滤波器的性能.用高频电磁仿真软件HFSS对滤波器进行设计和仿真,并用8层低温共烧陶瓷(LTCC)工艺对其进行加工.测量结果与仿真结果吻合较好,从而证明了所给滤波器结构的有效性.