高功率纳秒级激光二极管高侧驱动电路

纳秒级高功率的激光发射系统对激光雷达的探测性能产生重要影响。本文对普遍使用的激光二极管低侧栅极驱动电路进行修改得到高侧栅极驱动方式,使之能够适用于共阴极激光发射电路。该高侧驱动方式采用了一个半桥驱动器,两个GaN FET作为核心器件来控制激光二极管的发光。文中分析了该拓扑结构中电压、电容、电阻、电感等因素对流经激光器电流波形的影响。经过实验测试,在高重复频率下该电路能够产生3.1 ns脉冲宽度,约65 W的峰值功率,能够作为激光雷达的发射模块对场景进行扫描成像。

基于BSIM⁃CMG紧凑模型的NSFET直流特性建模

随着半导体制造工艺技术的发展,纳米片场效应晶体管(NSFET)成为下一代集成电路的核心器件,建立能准确描述NSFET特性的SPICE模型对提高基于NSFET的集成电路设计的成功率和缩短先进工艺的开发周期至关重要。结合Sentaurus TCAD仿真与伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管公共多栅(BSIM⁃CMG)紧凑模型,对NSFET进行直流特性建模。使用器件模型提取工具XModel提取器件的直流特性参数,包括单器件参数提取、温度及自热效应参数提取。结果表明,单器件直流特性参数提取平均误差小于5%,温度及自热效应的参数提取结果精准度较好,验证了模型的准确性。最后,构建并验证分组模型与工艺角模型。这些模型能准确描述不同尺寸和工艺波动对NSFET器件特性的影响,为加快高性能、低功耗NSFET的开发提供理论参考和实践指导。

基于Windows NT服务器的前兆数据共享及其实现

简要介绍了地震前兆数据的现状及其实现数据共享的必要性 ;分析了常用的二种通用Web数据库的体系结构及应用技术 ,它们是基于通用网关接口 CGI的体系结构和基于服务器扩展 API的体系结构。考虑到前兆台网中心硬件设备的条件、所运行的数据库平台和地震前兆数据的复杂性和多样性特点 ,前兆数据在 Internet上的共享服务采用基于通用网关接口 CGI的体系结构编写应用程序来实现。以 WWW服务器为平台 ,通过 Web服务器方式在浏览器上实现共享 ,可检索任意台站、任意观测方法、任意地点、任意时段的前兆数据 ,实现地震前兆数据信息网络服务功能。

基于CGI技术的安全信息管理系统的设计与实现

对CGI技术的原理及其应用作了全面的论述,根据实例对Web服务器的搭建、Web数据库的构建以及CGI程序的开发作了详细的介绍。

不完全共因失效系统动态故障树模型分析方法

提出了不完全共因失效的概念,认为共因只能以一定概率作用于共因失效组的元件上,并产生一定程度的损伤。介绍了动态故障树分析方法常用的逻辑门结构,并在此基础上引入了新的逻辑门结构用于对不完全共因失效进行有效描述。指出了目前用于求解不完全共因失效系统动态故障树模型的马尔可夫链方法存在的不足,修正了现有研究给出的马尔可夫链状态转移图,并提出不完全共因失效系统失效概率的通用公式。最后给出应用实例,证明该方法的有效性。

基于超薄Al2O3栅绝缘层的低工作电压IGZO薄膜晶体管及其在共源极放大器中的应用

随着薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT)在各类新兴电子产品中得到广泛应用,作为各类电子设备的关键组件,其工作电压和稳定性面临着巨大挑战。为了满足未来高度集成化、功能复杂的应用场合,实现其低工作电压和高稳定性就变得异常重要。我们在150 mm×150 mm大面积玻璃基底上,采用磁控溅射非晶铟镓锌氧化物(amorphous indium-gallium-zinc-oxide,a-IGZO)作为有源层,以原子层沉积(ALD)Al2O3为栅绝缘层,制备了底栅顶接触型a-IGZO TFT,并研究了50,40,30,20 nm超薄Al2O3栅绝缘层对TFT器件的影响。其中,20 nm超薄Al2O3栅绝缘层TFT具有最优综合性能:1 V的低工作电压、接近0 V的阈值电压和仅为65.21 mV/dec的亚阈值摆幅,还具有15.52 cm^2/(V·s)的高载流子迁移率以及5.85×10^7的高开关比。同时,器件还表现出优异的稳定性:栅极±5 V偏压1 h阈值电压波动最小仅为0.09 V以及优良的150 mm×150 mm大面积分布均一性。实现了TFT器件的低工作电压和高稳定性。最后,以该TFT器件为基础设计了共源极放大器,得到14 dB的放大增益。

宽输入共模范围电压比较器的设计

当输入信号的共模值超过或者接近电源电压时，传统的电压比较器就会出现不足，因此有必要设计新的比较器来实现对高共模信号的检测。采用了共栅差分输入级，极大地增加了输入共模信号的范围。基于此输入级设计了两个电压比较器，一个在锂电池充电电路中实现了对电池和电源电压的监控，另一个响应速度快。CSMC0．6μm CMOS工艺的仿真结果表明，前者能简便的实现输入失调和迟滞控制功能，静态电流仅为1．2μA；后者在单电源5V下输入共模范围是1.3-15V，在10mv的过驱动电压下，延时为11ns，静态工作电流为91μA。

一种低共模电磁干扰SVPWM法的研究

为了消除传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)在变频器输出端产生较大的输出端共模电压突变,提出了新型SVPWM控制方式——三矢量合成SVPWM。在介绍了该控制方式的原理即:每个桥臂换流时,总有另一桥臂同时发生换流且换流方向与之相反,此时第三桥臂则不发生换流,总的共模电压不会发生跳变后,分析了由于死区时间及驱动信号传输延时不一致等非理想因素对该方法实际效果的影响。分析和实验表明,该SVPWM合成方式可有效抑制共模EMI,在实际应用中需采取死区补偿和驱动脉冲前沿的精细调整达到最佳效果。该方法的最大直流电压利用率仅0.67,对此可采用六矢量合成法进行改进。

基于驱动脉冲自校准的全桥电路共模抑制技术

基于全桥变换器共模噪声电流产生机理的分析,指出双极性PWM调制下两桥臂具有共模噪声互补效应,但实际装置中由于驱动脉冲传输延时的不一致使这一优势不能完全体现出来。据此提出一种基于驱动脉冲沿自动校准的全桥电路共模抑制技术。该方法利用DSP实时检测共模噪声并计算其能量,然后采用智能搜索算法对居于对角线位置的功率开关的驱动脉冲沿进行自动校准,以降低共模噪声水平。实验证实该方法能在500kHz到5MHz频段有效降低共模噪声电流,降低幅度可达10dB。该方法主要依赖软件实现,硬件开销很小。由于共模噪声能量的计算相对其FFT简单得多,且控制过程对实时性要求不高,因而控制软件可以与变换器控制系统合用同一片DSP,具有较高的性价比。

级联型低噪声放大器设计和优化的研究

文章详细分析了共源共栅级联型低噪声放大器的优化设计方法。文章首先简要的介绍共源共栅MOSFET低噪声放大器优化设计步骤。在此基础上,通过分析整个级联型低噪声放大器的密勒效应对优化设计的影响,进一步提出了对共栅级MOSFET的沟道宽度优化的必要性。最后,文章以一个工作于2.4GHz,0.5mm工艺的低噪声放大器设计为例,证实了前面理论分析的正确性,并根据低噪声放大器的主要设计指标给出了共源共栅结构下共栅级MOSFET的沟道宽度的优化方法。

基于IGBT的Buck电路共模EMI特性研究

针对IGBT的高du/dt给电力电子装置带来的严重共模电磁干扰(common-mode electromagnetic interfer-ence,CM EMI)问题,深入分析了Buck电路的CM EMI,首先提出了Buck电路的共模电流等效电路,分析了噪声源频谱及其与输入电压、开关频率、开关速度等运行参量间的关系。为弥补理论分析的不足,以实验手段研究了采用IGBT的Buck电路的输入电压、开关频率、负载电流、占空比、驱动电阻等参量对共模EMI的影响。研究表明:共模EMI与占空比无关而与输入电压和开关频率成正比关系。驱动电阻和负载电流均影响开关速度,因而对共模EMI也有影响,其中负载电流的影响与开关器件的开关特性有很大关系。

基于FPGA的高压共轨柴油机判缸与喷油HIL系统研究

根据发动机判缸所需的曲轴、凸轮轴信号特性,采用LabVIEW图形化系统设计方法,构建了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)技术的用于高压共轨柴油机判缸与喷油研究的硬件在环系统。针对一款自主开发的高压共轨柴油机电子控制单元(ECU)和英飞凌TC1728单片机,分别加载使用ASCET开发的底层判缸控制策略和使用C语言开发的底层判缸驱动程序,进行了硬件在环试验。针对一款自主开发的高压共轨柴油机喷油硬件驱动板,通过参数化控制PWM进行了喷油器硬件在环试验。试验结果表明:基于FPGA的硬件在环系统,只需提供基本配置参数即可产生通用的曲轴、凸轮轴传感器同步信号,满足发动机瞬态运行特性的判缸与喷油研究需要。根据喷油器的响应,可得到PWM喷油器控制信号的最优参数,满足国Ⅳ及以上排放法规限值发动机电控开发需要。

基于SOC应用的运算放大器IP核设计

基于SOC应用,采用TSMC0.18μm CMOS工艺,设计实现了一个低电压、高增益的恒跨导轨到轨运算放大器IP核。该运放采用了一倍电流镜跨导恒定方式和新型的共栅频率补偿技术,比传统结构更加简单高效。用Hspice对整个电路进行仿真,在1.8V电源电压、10pF负载电容条件下,其直流开环增益达到103.5dB,相位裕度为60.5度,输入级跨导最大偏差低于3%。

一种网络监测软件的分析与改进

开源网络监测软件Nagios只能对实时网络监控数据进行分析,难以判断网络监测数据的变化情况,因此无法监测网络内主机和服务的动态变化;Nagios不能直接应用在大规模的网络环境中。为了解决以上问题,在L inux平台下,利用Nagios开源代码提供的接口,采用数据保存及图形生成工具RRD tool为其增加历史统计功能,并对Nagios代码进行扩展,使其可以采用分布式结构进行部署,从而适应大规模的网络环境。最后通过对若干台主机进行监测和统计实验,得到历史统计结果,测试结果表明可以实现对主机和服务的动态监测。

基于FPGA与千兆网的多通道高精度脑电采集与传输系统设计

目的:针对现有脑电采集系统受限于传输速率低而导致的采集通道数少、采样频率及有效位低等问题,设计一种多通道高性能脑电信号采集与传输系统。方法:该系统在传统"右腿"驱动放大链路中,加入基于RC零极点补偿技术的前馈电路,提高整体链路的环路稳定性;基于高速现场可编程门阵列芯片(field programmable gate array,FPGA)与4片DDR3,设计了2条实时并行处理的"乒乓"交替数据吞吐机制,以提升系统可承载的实时采集通道数。结果:该系统增加了前端模拟链路的相位裕度、增益、稳定性及工频抑制能力,实现了吞吐率达千兆比特的数据整合与高效传输,大幅提高了系统所能承载的通道数量、采样频率及有效位。最终系统实现性能指标为:链路共模抑制比130 dB,有效位24 bit,单通道采样频率500 kHz,传输速率3.125 Gbit/s。结论:该系统可承载256通道大规模采集,尤其可为在非开颅情况下脑部病灶的精确定位诊断提供一套解决方案,为生物学及脑机接口等前沿研究提供有力支撑。

政府监督数据驱动的工程建设质量风险全景式预警模型

工程建设质量关乎国民经济可持续发展与人民群众生命财产安全,准确预警质量风险是有效预防质量事故的重要基础。政府监督在质量管理体系中具有重要地位,分析政府监督数据的多元时间序列特征及质量风险特征提取的全局性和全过程性要求,引入共同主成分分析提取区域项目集群的全局质量风险特征,采用门控循环单元挖掘工程建设全过程的关键风险特征,基于两种特征构建工程建设质量风险全景式预警模型,以满足政府监督的风险管控需求。将模型应用于实例,结果表明:其能够有效识别监管重点并准确预警工程质量风险。

高频阻抗变换器在纳秒门控积分器中的应用

叙述了一种利用共基极放大电路构成的高频阻抗变换器。将这个电路应用到纳秒级门控积分器中 ,能有效地减低门控积分器前端的电荷泄漏 。

基于3.1～10.6GHz CMOS超宽带低噪声放大器设计

设计了一种基于TSMC 0.18 pm CMOS工艺的高增益,低功耗共栅结构的超宽带低噪声放 大器.利用串联电阻和电感与晶体管的自身跨导共同在整个频带内实现很好的输入端匹配.电路 采用ADS2009软件仿真设计.仿真结果表明,在1.8 V电源供电时,整个电路功耗为15.6 mW,在 3.1 - 10. 6 GHz 的频带内噪声系数 NF 为 1.284 5 ±0.340 5 dB,正向增益S21 为 21.451 ± 1.5 dB, 输入回波损耗均低于-15.14 dB,输出回波损耗低于-20. 202 dB.

中心队列二次门限服务的轮询系统分析

采用嵌入Markov链和概率母函数的方法对门限服务优先级排队系统进行分析,提出普通队列和高优先级队列分别采用基本门限和二级门限的服务机制,得出了平均排队队长和平均查询周期的解析式。

短沟道下共栅结构宽带CMOS LNA的设计

基于短沟道MOS器件的过量因子随沟道长度降低缓慢增加的特征,研究了短沟道下共栅结构宽带低噪声放大器的噪声性能,并在0.18μm CMOS工艺下设计实现了共栅结构的宽带低噪声放大器。流片测试结果表明,在1.8 V电源电压、4.1 mA工作电流下,该系统获得6.1 dB的最小噪声系数;综合性能与长沟道下相近,符合理论分析和设计要求。