一种基于新型低功耗开关策略的10 bit 120 MS/s SAR ADC

设计了一种10 bit 120 MS/s高速低功耗逐次逼近模数转换器(SAR ADC)。针对功耗占比最大的CDAC模块,基于电容分裂技术并结合C-2C结构,提出了一种输出共模保持不变的双电平高能效开关控制策略;在降低CDAC开关功耗的同时,摆脱了CDAC开关过程中对中间共模电平的依赖,使得该结构适用于低电压工艺。在速度提升方面,控制逻辑使用异步逻辑进行加速;比较器采用一种全动态高速结构,在保证精度的前提下其工作频率达到3 GHz;CDAC中插入冗余位,以降低高位电容对充电时间的要求。所设计的SAR ADC使用40 nm CMOS工艺实现,采用1.1 V低电压供电。在不同工艺角下进行性能仿真,结果显示,在120 MHz采样率下,有效位数为9.86 bit,无杂散动态范围为72 dB,功耗为2.1 mW,优值为18.9 fJ/(conv·step)。

一种CMOS温度传感器输出误差的数字校正方法

针对CMOS温度传感器模拟校正方法需额外增加校正器件,而数字校正方法存在精度偏低的问题,提出了一种新的适用于CMOS温度传感器的数字校正方法。对CMOS温度传感器的传输函数进行推导,得到温度传感结果与数字电路的关系。根据传输函数,对温度传感器数字电路中的计数器及状态机的参数进行修调,通过改变计数周期个数及计数初值达到校正电路的增益误差及失调误差的目的,得到温度传感器的测温结果。仿真及实测结果表明,采用所提出的校正方法设计的温度传感器,在-55~125℃,测温误差小于1.04℃,满足高精度应用需求。

具有动态箝位的高精度电流检测放大器设计

针对专用电流检测放大器的技术要求,设计了一种具有超宽输入共模范围(ICMR)的高边电流检测运放电路(CSA)。通过提出一种新型的带动态共模箝位点的全对称共基极输入差分对结构,实现对电源电压的有效屏蔽,很好地改善了放大器的检测精度。基于0.25μm BCD工艺进行电路设计和仿真,仿真结果表明:单电源供电下,所设计的CSA的ICMR可达到4.5~60 V,共模抑制比(CMRR)大于110 dB,检测误差不超过0.17%,闭环电压增益60 V/V。

一种摆率可控的PD发射机模拟前端电路的设计

文章针对通用串行总线(universal serial bus,USB)电源传输协议(power delivery,PD)通信过程中的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)以及传统电路中电容不同带来的工艺偏差的影响,从电路层面对PD发射机模拟前端进行优化设计,提出一种摆率可控的PD发射机模拟前端电路。采用同一电流双路对称镜像进行单电容充放电结构,抑制了电容不同带来的工艺偏差的影响,并通过调节电流进行摆率控制,可有效抑制电磁干扰,输出级采用高增益两级运放组成的驱动器来提供强驱动能力。采用HHGRACE 0.35μm BCD工艺进行电路和版图设计,利用Spectre和Hspice软件进行仿真验证。仿真结果表明,设计指标满足USB PD协议标准的要求。

一种具有自校准、自控制功能的I^(2)C接口电路

文章提出一种在开漏模式下通过硬件自检测、自校准实现高性能I^(2)C(inter-integrated circuit)接口的设计,并给出一种I^(2)C接口自控制实现开漏功能的方法。在传统I^(2)C接口电路的基础上,增加了自检测拉低时钟总线并进行自校准的功能,使得在开漏模式下,硬件能够自动检测到时钟总线在上拉过程中的低电平并进行自校准高电平,在改善通信稳定性的基础上实现了性能提升。考虑到不同的应用场合,增加了开漏使能控制电路,为提高IP的可移植性,I^(2)C接口可自控制开漏功能,支持软件配置,灵活地应用于各种通用输入输出(general-purpose input/output,GPIO)模型中。成品开发板电路测试表明,在系统时钟为120 MHz时,该电路在开漏模式下高速通信中的位速率高达5.98 Mbit/s,在推挽模式下超快速通信中的位速率高达30.00 Mbit/s。

高精度电流采样电路设计

设计了一种应用于H桥电机驱动芯片的高精度电流采样电路。提出了一种特殊的电流镜架构,将多个镜像管串联、采样管并联连接,增大了镜像管整体的栅长与采样管的栅宽,在满足版图匹配性的前提下,能够有效地抑制沟道长度调制效应,提高电流镜的精度。另一方面,通过一个高性能的折叠共源共栅(Cascode)误差放大器对电流镜架构进行钳位,并在该误差放大器中设计了一个修调模块降低失调,能够在较大采样比例下得到较好的精度。在输出端采用了Cascode电流镜可实现电机驱动芯片双相或者三相的电流采样。采用0.18μm BCD工艺进行设计与仿真,仿真结果表明:所提出的电流采样电路在采样比例为1︰1000下最高可达到99.19%的精度。

适用于SerDes接收器DFE的高速动态比较器

在SerDes电路中,高速数据传输的关键在于均衡的速率,因此随着SerDes对数据传输速率要求越来越高,对SerDes中接收器的判决反馈均衡器的速率要求也在提高。作为自适应判决反馈均衡器的关键组成部分,比较器的延时大小决定了自适应均衡器的判决容限。为了满足低压应用对高速率比较器的低延迟要求,文章基于传统双尾比较器提出一种新的适用于SerDes接收器中判决反馈均衡器的高速差分信号动态比较器电路。在TSMC 28 nm CMOS工艺下,当电源电压为1 V时,平均延迟时间为52.58 ps,可满足高达15 Gbit/s数据速率的判决反馈均衡器应用需求。

双端口SRAM抗写干扰结构的优化设计

针对双端口静态随机存储器(SRAM)通常存在写干扰而导致数据写入困难的问题,基于经典位线电平复制技术提出了一种新型的位线电平复制结构。基于SMIC 28 nm CMOS工艺对位线电平复制结构进行设计,通过优化控制逻辑的组合电路,缩短位线电平复制操作的开启时间,提高了数据写入SRAM的速度,使设计的SRAM可在更高频率下正常工作,同时降低了动态功耗。仿真结果显示,在0.9 V工作电压下,相对于经典位线电平复制结构,采用新结构设计的SRAM的写入时间缩短了约27.4%,动态功耗降低了约48.1%,抗干扰能力得到显著提升。

电容式电子烟控制电路设计

针对电子烟专用主控芯片的高集成度的发展需求,设计了一款由调理放大模块、比较处理模块、温度电流控制模块、雾化丝驱动模块、LED驱动模块、过温过流保护模块和电源模块构成的电子烟专用控制系统。仿真时,用VerilogA搭建抽烟信号模型。该电路采用0.18μm BCD工艺,通过Virtuoso Spectre仿真器仿真。仿真结果表明,在27℃、3.7 V电源电压下,该系统可正常处理的电容变化值最小为0.1 pF,可以精准控制雾化丝和LED灯。当系统温度超过150℃或者雾化丝的电流达到3.5 A时,过温过流保护模块开始工作,雾化丝和LED模块停止工作。该文对电子烟控制电路结构发展具有一定参考意义。

大面积碳纳米管薄膜的低温制备与表征

采用研制的大体积射频等离子体红外加热化学气相沉积设备,在600℃的低温下,在5cm×5cm大的Ni片上生长出碳纳米管薄膜。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察显示,碳纳米管薄膜具有很好的均匀性,管径大约为70～90nm。随机地对样品的3个不同区域进行了场发射特性的测试,结果表明这种薄膜具有良好的场发射特性及一致性。开启电场约为2.4V/μm,在电场为6.6V/μm时的发射电流密度达到1635μA/cm2。实验结果表明在低温条件下,大面积生长场发射用碳纳米管薄膜是可行的。

单壁碳纳米管作沟道的场效应晶体管输运特性理论研究

为研究以单壁碳纳米管(CNT)作沟道的场效应晶体管(FET)的输运特性,采用非平衡格林函数(NEGF)理论,构建了CNTFET的电子输运模型,该方法摒弃粗糙的连续体模型,可实现CNTFET输运性质与手性指数的直接对接。以(17,0)锯齿型管为例,数值计算了CNTFET输出特性、转移特性、跨导、亚阈值摆幅、开关态电流比等电学特性;在等效栅氧化层厚度相同的情况下,对比了采用不同栅介质材料时上述电学特性在数值上的差异,发现随栅介质介电常数的增加,漏感应势垒降低效应变得显著,这不但导致开态时从源注入到漏的电子浓度增加、电流增大,也导致关态电流增大,开关态的电流比减少。研究还发现在通常的栅源和漏源电压下,沟道中出现热电子。

步进电机的单片机控制系统研制

采用AT89C51单片机对步进电机进行并行控制,实现了硬件和软件相结合的控制方法.给出了用单片机仿真软件Proteus绘制的硬件原理图,并简要介绍了仿真过程及结果.

基于C8051f040的CAN与SMBus协议适配器

设计了一种基于高性能C8051f040单片机的CAN与SMBus协议适配器系统。介绍了C8051f040单片机内部CAN控制器与SMBus协议的特点及适配器的工作原理,并给出了软硬件的设计思想和具体实现方法。实际测试表明:上位机通过该适配器系统与焊机进行数据通信,对数据进行处理,很好地实现了对汽车生产线焊机智能控制的目的。该系统具有抗干扰性好,工作效率高,使用方便等优点。

《微电子工艺及器件仿真》课程教学方法研究

《微电子工艺及器件仿真》是在创新人才培养质量的背景下,为增强微电子专业本科生的创新精神和实践能力而开设的一门专业课,课程的知识结构、培养目标与行业需求紧密对接。针对课程综合性、系统性和应用性强、学生不易掌握的特点,采用精讲多练的授课模式:在讲授环节,教师对仿真文件中的仿真规则、关键语句、物理模型及需要采用的处理方法进行重点阐述,同时使用案例式教学法,便于学生掌握仿真要领;在练习环节,借助于翻转课堂模式和提供开放实验室,增强学生自主学习能力并训练修正反馈、举一反三等多维能力,取得了很好的效果。

蜜蜂授粉增效剂胶条对甜樱桃坐果率的影响

甜樱桃是虫媒花,也是风媒花,要保证坐果率,需要良好的天气状况与大量的蜜蜂授粉。早春时期易出现低温天气,导致蜜蜂活动减少,影响甜樱桃的坐果。蜜蜂授粉增效剂胶条含有吸引和刺激蜜蜂活动的高浓度芳香化合物,悬挂在果园后,可有效引诱蜜蜂,增强蜜蜂活动强度和访花次数,促进花粉传播和授粉,从而提高坐果率。2017年我们进行了蜜蜂授粉增效剂胶条在甜樱桃园应用试验,从试验结果来看,甜樱桃园放置蜜蜂授粉增效剂胶条后,不同甜樱桃品种坐果率比对照均有所提高。

天水甜樱桃优质丰产栽培技术

天水市位于甘肃省东南部,属温带季风气候,年平均气温7.0~10.9℃。绝对最高气温38.2℃,绝对最低气温-19.5℃,年降水量473.1~606.5mm,年日照1900~2368h,无霜期141~220d。冬无严寒,夏无酷暑,春季升温快,秋多连阴雨,四季分明,气候温和,日照充足,降水适中,适合多种果树生长。天水市果树研究所自上世纪90年代初引进种植甜樱桃以来,不断掌握和改进优质丰产栽培技术,为了推动天水市樱桃产业的发展,2008年建甜樱桃示范园,面积0.67hm^2,种植品种‘红灯’‘美早’‘萨米脱’‘艳阳’‘宾库’‘拉宾斯’‘友谊’,株行距3m×4m,树形采用改良纺锤形。栽后第4年正式投产,666.7m^2产量312kg,第6年665kg,第7年1160kg(进入丰产期)。2018年遭遇严重冻害而绝产。2019年666.7m^2产量1584kg,产值达3.2万元。现将甜樱桃优质丰产栽培技术总结如下。

沟道长度及源/漏区掺杂浓度对MOS-CNTFET输运特性的影响

碳纳米管场效应晶体管电子输运性质是其结构参量(纵向结构参量:如CNT的直径、栅介质层厚度、介质介电常数等;横向结构参量:如沟道长度、源/漏区掺杂浓度等)的复杂函数。本论文在量子力学非平衡格林函数理论框架内,通过自洽求解泊松方程和薛定谔方程以得到MOS-CNTFET电子输运特性。在此基础上系统地研究了沟道长度及源/漏区掺杂浓度对MOS-CNTFET器件的漏极导通电流、关态泄漏电流、开关态电流比、阈值电压、亚阈值摆幅及双极性传导等输运性质的影响。结果表明:当沟道长度在15 nm以上时,上述各性质受沟道长度的影响均较小,而导通电流、开关态电流比及双极性传导特性与源/漏掺杂浓度的大小有关,开关态电流比与掺杂浓度正相关,导通电流及双极性导电特性与源/漏掺杂浓度负相关。当沟道长度小于15 nm时,随沟道长度减小,漏极导通电流呈增加趋势,但同时导致器件阈值电压及开关电流比减小,关态漏电流及亚阈值摆幅增大且双极性传导现象严重,短沟道效应增强,此时,通过适当降低源/漏掺杂区掺杂浓度,可一定程度地减弱MOS-CNTFET器件短沟道效应。

Ge组分对Si_(1-x)Ge_x HBT反向击穿特性影响的研究

构建了一个SiGe异质结双极NPN晶体管的物理模型.在分析异质结双极晶体管工作机理的基础上,利用ISE_TCAD软件模拟了Si1-xGex中的Ge组分对器件反向击穿特性的影响.结果表明:在其他参数相同的情况下,增加Ge组分虽可增加晶体管的电流增益,但可导致晶体管的耐压降低,BVcbo、BVceo、BVebo等击穿电压均随x组分的增加而减少.本研究对利用软件实现器件的虚拟制造、以及设计中如何进行合理的组分剪裁从而获取综合性能的优化有一定意义.

大樱桃应用PBO控长促花效果好

大樱桃生长旺,花芽形成难,过去施用多效唑控旺促花虽有一定效果,但对树体危害较大,果实品质也会下降。我们用了江阴果树促控剂研究所生产的PBO,取得了很好的控长促花效果。1）使用方法。为了控梢促花,一般在6月上旬和7月初各喷1次150～200倍液PBO。幼树在5月上中旬（新梢速长期）喷120～150倍液,6月中旬再喷1次。为了提高坐果率,花前7～9天喷1次120倍液PBO。

手外伤伤口感染细菌分布及耐药性分析

目的:了解引起手外伤伤口感染的常见分离菌及耐药情况。方法:采用纸片扩散(KB)法对分离出的病原菌做药敏试验。结果:298株细菌中G-杆菌占62.75%,G+球菌占33.9%,从药敏结果发现:G+球菌中葡萄球菌对青霉素、复方新诺明、氨苄西林、阿奇霉素耐药率高达47.17%-94.44%,而肠球菌耐药率多数超过50%;G-杆菌中铜绿假单胞菌对氨苄西林、头孢曲松、头孢呋辛钠、耐药率>50%,不动杆菌耐药率多数>50%,大肠埃希菌耐药率相对较低。结论:手外伤伤口感染的常见分离菌为铜绿假单胞菌、凝固酶阴性葡萄球菌、洛菲不动杆菌、金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、肠球菌和大肠埃希菌,而且分离出的细菌存在严重耐药。