超快四分幅CMOS电路设计与仿真

用于惯性约束聚变诊断的传统微通道板(microchannel plate,MCP)选通分幅相机存在体积大、非单视线成像等问题,可用时间分辨率为百皮秒的CMOS芯片代替MCP变像管,将分幅相机芯片化并实现单视线成像。提出了具有8×8×4像素阵列的单视线四分幅超快成像CMOS电路,并对其性能进行了模拟仿真。基于0.18μm标准CMOS工艺、5晶体管(5T)像素单元结构,设计了四分幅像素单元电路、电压控制延迟器、时钟树以及行列选通电路等。对CMOS电路像素信号进行选通输出并分析,仿真结果表明该CMOS电路可实现单次四分幅成像,每幅图像的时间分辨率为100 ps,相邻两幅图像之间的时间间隔为300 ps,四幅图像像素信号均匀性优于90%。

三值BiCMOS电路

本文在分析二值ＢｉＣＭＯＳ电路及“开关信号理论”的基础上，用开关级设计方法提出了新的三值ＢｉＣＭＯＳ电路．与ＣＭＯＳ三值电路相比，新的电路的驱动能力明显要强得多。

高速CMOS电路电离辐照损伤的剂量率效应

对国产加固６４ＨＣ０４高速ＣＭＯＳ电路进行了不同剂量率的辐照响应和室温退火特性研究。探讨了５４ＨＣ０４电路在不同剂量率辐照下的损伤机理和失效模式的差异及其对高速ＣＭＯＳ电路在辐射环境中应用可靠性的影响。

绝热计算原理与能量恢复型CMOS电路

从改变 CMOS电路中能量传输方式的观点出发 ,讨论了绝热计算原理 .在此基础上对实现能量恢复的现有三种方案及相应的电路结构进行了分析与比较 .

采用二相功率时钟的无悬空输出绝热CMOS电路

分析了 PAL 及 PAL- 1电路中输出悬空对电路性能的影响 ,强调在绝热电路设计中消除悬空输出的重要性 .提出了两种新的结构互补且无悬空输出的绝热电路 .PSPICE模拟证明它们能有效实现能量恢复 。

阈算术代数系统及多值电流型CMOS电路设计

该文根据电流信号易于实现算术运算的特点,定义了阈算术运算及非负运算,建立了一个适合于电流型电路设计的阈算术代数系统,并在阈算术代数系统中定义和图为阈算术函数的图形表示。在此基础上,通过三值电流型CMOS电路的设计实例,阐述了运用和图将逻辑函数转化为阈算术函数的电流型CMOS电路设计方法。采用TSMC 0.18μm CMOS工艺参数的HSPICE模拟结果表明,所设计的电路具有正确的逻辑功能。阈算术代数系统的提出及和图的运用为电流型电路设计提供了一种新的简单有效的方法。

一种新的CMOS电路最大功耗估计方法

过大的峰值功耗会使芯片承受过大的瞬间电流冲击 ,降低芯片的可靠性及性能 ,因此有效地对电路最大功耗作出精确的估计非常重要 .为了在尽可能短的时间内对 VL SI电路的最大功耗下限作出较为可信的估计 ,给出了一种新的 CMOS电路最大功耗估计方法 .ISCAS85电路集的实验结果表明这种估计方法不仅对于无时间延迟功耗计算模型 ,而且对于有时间延迟功耗计算模型 ,都具有最大功耗估计值较准确和耗时短的优点 .

CMOS电路瞬态辐照脉冲宽度效应的实验研究

在"强光一号"加速器上,对两种CMOS反相器和一种CMOS存储器进行了长脉冲状态和短脉冲状态下的辐照实验,测量了CMOS电路的瞬时辐照效应规律,得到了CMOS电路辐射损伤阈值与脉冲宽度的关系,分析了CMOS电路在不同脉冲宽度下的效应差异。实验结果表明:CMOS电路的辐射损伤阈值随脉冲宽度的增加而降低,在20 ns的脉冲宽度辐照下,CMOS反相器4007和4069的闩锁阈值大约为150 ns脉冲辐照下的2倍,CMOS存储器6264的翻转阈值在20 ns脉冲宽度辐照下为150 ns脉冲宽度辐照下的3倍。

基于开关信号理论的三值电流型CMOS电路设计

本文应用开关信号理论对电流型CMOS电路中MOS传输开关管与电流信号之间的相互作用进行了分析,并提出了适用于电流型CMOS电路的传输电流开关理论。应用该理论设计的三值全加器等电路具有简单的电路结构和正确的逻辑功能,从而证明了该理论在指导电流型CMOS电路在开关级逻辑设计中的有效性。

基于并联开关的低电压低功耗电流型CMOS电路设计

该文提出了一种电流型CMOS电路的并联开关结构,使得电流型CMOS电路能在较低的电源电压下工作,因而可以实现电路的低功耗设计,同时在相同的电源电压下,采用并联开关结构的电路比相应的串联开关电路具有更快的速度.PSPICE模拟证明了采用并联开关结构设计的电路能在较低的电源电压下工作,并具有较小的电路延时.

不同γ脉冲宽度下CMOS电路闩锁阈值的数值模拟

采用MEDICI软件,用电流注入和X射线辐照两种方法,对瞬态辐照引起的CMOS电路的闩锁特性进行模拟,研究了闩锁阈值与脉冲宽度的关系;将计算结果与实验测量结果进行比较,结果表明:随着脉冲宽度的增加,辐射损伤的剂量率阈值随之降低,而辐射损伤的总剂量阈值随之增加,CMOS电路的剂量率闩锁阈值与脉冲宽度的倒数成正比。

CMOS电路总剂量效应最劣偏置甄别

采用电路分析和解析建模方法研究了CMOS电路中甄别总剂量效应最劣辐照与测试偏置的问题。通过引入小规模模拟电路和数字电路的例子进行具体分析,获取了不同电路的最劣偏置情况。对于数字电路,引入了敏感因子的概念用于定量计算不同辐照与测试偏置组合下电路的总剂量效应敏感程度。利用实测数据或电路仿真结果对甄别结果进行了一一验证,得到相一致的结论,证明了该研究思路的正确性。

纳米CMOS电路逻辑等效变换

针对纳米CMOS电路连通域结构约束,该文提出了基于逻辑复制方法的电路等效变换技术以降低电路映射复杂性。首先通过对电路中所有的门扇出值进行排序来选定基准高扇出值;然后对于高扇出门单元通过二次方程式计算变换前后复杂度,对复杂度降低的高扇出门单元执行逻辑复制并进行扇出分割。与传统插入反相器方法网表转换法比较,结果表明使用该文提出的方法电路不仅更快速地被映射到纳米混合电路单元上,而且具有更好的时延特性。

基于IBIS模型的CMOS电路同步开关噪声的计算和优化

基于高速数字 I/O缓冲器瞬态行为模型计算并优化了 CMOS集成电路的同步开关噪声(SSN) .简述了用 IBIS(I/O Buffer Information Specification)数据文件构造高速数字 I/O缓冲器的瞬态行为模型的推导过程 ,利用序列二次规划法 (SQP)对 CMOS电路的寄生参数和传输线的主要物理参数进行了优化分析 ,减小了 CMOS电路的 SSN.

对称三值电流型CMOS电路设计

本文应用开关信号理论,建立了采用对称三值逻辑的传输电流开关理论,该理论能指导从开关级设计对称三值电流型CMOS电路.应用该理论设计的对称三值电流型CMOS电路不仅具有简单的电路结构和正确的逻辑功能,而且能处理具有双向特性的信号.

CMOS电路的功耗分析及基于PSPICE模拟的功耗估计

本文在分析传统直流供电 CMOS电路和新型交流供电 CMOS电路功耗的基础上 ,从系统电源能耗的角度出发 ,结合 CMOS单元电路的 PSPICE模拟 ,提出了手段较为简便的针对于两类电路单元的功耗估计方法 ,并具体对两个电路实例进行了功耗估计 .模拟结果能直观地反映系统内部的开关动作和能耗特性 .

互连线对CMOS电路性能的仿真分析

随着芯片集成规模的不断扩大及信号频率的不断提高,互连寄生成为限制芯片性能的关键因素之一。应用通用的互连线等效RLC模型,采用Advanced Design System(ADS)和SPICE软件首先分析了频率及互连线长度对信号传输特性的影响。在此基础上,又分析了互连线对环形振荡器及传输门两种CMOS电路性能的影响。结果表明,高频及较长的互连线更容易导致信号质量的恶化,包括幅值的衰减及相移的产生。而且,在尺寸小于0.25μm的工艺条件下,互连线明显恶化了电路性能,说明在更微小尺寸的工艺下,在电路设计仿真时要考虑互连线的寄生效应。

CMOS电路电流测试综述

集成电路设计与测试是当今计算机技术研究的主要问题之一．ＣＭＯＳ电路的静态电流（ＩＤＤＱ）测试方法自８０年代提出以来，已被工业界采用，作为高可靠芯片的测试手段．近年来，动态电流（ＩＤＤＴ）测试方法正在研究中．现在正面临一些亟待解决的问题，希望大家的参与．

CMOS电路开关级设计中的开关共享研究

研究了CMOS电路在开关级设计中的开关共享技术,以使实现多函数的电路之间通过共享MOS开关管或开关网络达到电路的进一步简化.提出了开关或开关网络共享的条件,并讨论了开关共享对电路工作发生的影响.通过对电路设计实例的分析研究了开关共享后电路物理参数的变化,并分析了开关共享的禁用条件.

基于接地开关理论的电流型多值CMOS电路设计

以开关信号理论为指导 ,对电流型 CMOS电路中开关变量和信号变量的相互作用进行了分析 ,并引入了适用于 CMOS电路的电流开关理论 .基于接地电流开关理论 ,对几类重要的三值 CMOS电路进行了设计 .结果表明 ,应用该理论能获得简单的电路设计 .从而进一步完善了开关级逻辑电路设计的研究 .