用全耗尽绝缘硅互补型金属氧化物半导体集成技术实现一种激光测距电路

在对薄膜全耗尽绝缘硅互补型金属氧化物半导体 (SOICMOS)结构进行模拟和测试基础上 ,采用薄膜全耗尽绝缘硅 (SOI)结构 ,并在工艺中利用优质栅氧化、Ti硅化物、轻掺杂漏 (LDD)结构等关键技术实现了一种高速低功耗SOICMOS激光测距集成电路。测试结果表明 :1.2 μm器件 10 1级环振单门延迟为 2 5 2 ps ,总延迟为 5 4.2ns .电路静态功耗约为 3mW ,动态功耗为

集成CMOS环形振荡器频漂补偿的实现

为了提高CMOS环形振荡器的稳定度,以温度传感器作为检测电路,利用单稳态电路整形、滤波,把频率变化转变为电压变化对压控振荡器（VCO）进行负反馈调节,在温度变化和电源微小波动时,抑制了频率漂移。测试结果表明：CMOS环形振荡器输出频率为3.55 GHz,在温度区间-20~80°C内最差稳定度为2.45%,优于2.5%,达到射频识别系统中对频率稳定度的要求。

基于45 nm CMOS SOI工艺的毫米波双频段低相噪压控振荡器设计

本文基于45 nm互补金属氧化物半导体绝缘体上硅工艺(Complementary Metal Oxide Semiconductor Silicon On Insulator,CMOS SOI)设计了一款支持5G毫米波24.25~27.5 GHz和37~43.5 GHz双频段的低相位噪声压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO).基于CMOS SOI工艺良好的晶体管开关特性,结合开关电容阵列及开关电感方案,提高宽带调谐电容、电感Q值,扩展VCO工作频段,降低相位噪声.同时,输出匹配网络也采用开关电容切换方式,实现了5G毫米波双频段良好阻抗匹配及稳定功率输出.流片测试结果表明该VCO可以完整覆盖5G毫米波双频段24.25~27.5 GHz和37~43.5 GHz,低频段输出功率-4.8~0 dBm,高频段输出功率-6.4~-2.3 dBm.在24.482 GHz载频,1 MHz频偏处的相位噪声为-105.1 dBc/Hz;在43.308 GHz载频,1 MHz频偏处的相位噪声为-95.3 dBc/Hz.VCO核心直流功耗15.3~18.5 mW,电路核心面积为0.198 mm^(2).低频段(高频段)的FoM(Figure of Merit)及FoMT优值分别达到-181.3 dBc/Hz(-175.4 dBc/Hz)、-194.3 dBc/Hz(-188.3 dBc/Hz).

掌控半导体物理特性的变异

“一些电学参数的许容范围无法和它们的正常值那样共同缩减的问题已经凸现出来了，毫无疑问，这将严重地制约新工艺提升芯片的性能以及降低电源的消耗。”IBM研究中心和该公司的Sani Nassif和他的同事们说。事实上，互补型金属氧化物半导体（CMOS）电学特性的变异已经成为了一个必须被认真对待的主要设计问题。

一种适用于2.4GHz ISM射频波段的全集成C MOS压控振荡器

提出了一种频率可调范围约 2 30MHz的全集成LC压控振荡器 (VCO) .该压控振荡器是用 6层金属、0 18μm的标准CMOS工艺制造完成 .采用MOS晶体管和电容组合来实现等效变容管 ,为降低芯片面积仅使用一个片上螺旋电感 ,并实施了低电压、低功耗的措施 .测试结果表明 ,该压控振荡器在电源电压为 1 8V的情况下功耗约为10mW ,在振荡器中心频率为 2 46GHz时的单边带相位噪声为 - 10 5 89dBc/Hz @6 0 0kHz .该压控振荡器可以应用于锁相环电路或频率综合器中 .

一种具有省电模式CMOS振荡器电路

提出了一种适用于电源转换芯片的具有省电模式的CMOS振荡器电路,其特有的变频模式和间歇模式可以有效降低整个电源系统在轻载与空载时的功率损失,使得整个系统能随负载的变轻而线性降低开关频率,并在空载状态下进入间歇模式。基于SinoMOS1μm40V CMOS工艺,仿真和流片结果证明了该振荡器电路能够为电源转换系统芯片降低功耗提供所需要的功能,即根据负载情况自动调整PWM开关频率。

低电压CMOS压控振荡器设计

设计和分析了一种低电压CMOS压控振荡器,对设计的电路进行理论分析和模型建立,并使用仿真工具对电路进行验证和优化。设计中主要考虑相位噪声和调谐宽度等指标,通过采用电感电容滤波技术以及合理调整电路结构和元器件参数,使相位噪声和调谐宽度均达到了较高的性能指标。结果表明,在1.2 V工作电压下,设计的VCO的尾电流为3 mA,输出振荡频率为2.24~2.57 GHz,中心频率约为2.4 GHz,调谐范围达到13.7%。

基于等效小参量法的CMOS LC振荡器特性分析

建立了描述CMOS LC振荡器特性的二阶非线性微分方程。利用等效小参量法原理导出了原系统的等效线性方程组及其特性解析表达式,得到了交叉耦合MOS特性对振荡器性能的影响,包括起振条件、输出幅度与参数间的解析表达式、振荡器输出频率与LC谐振回路和交叉耦合CMOS管非线性特性影响的关系、振荡器输出的谐波特性。这些结论揭示了CMOS LC差分振荡器新的现象,对设计者了解振荡器的工作状态和优化设计有一定的参考意义。

适用于万兆以太网10GBASE-X的全集成单片CMOS压控振荡器

给出了一个适用于万兆以太网IEEE80 2 3ae 10GBASE -X的高线性度全集成单片环形压控振荡器电路。该压控振荡器采用TSMC 0 18μmCMOS混合信号工艺设计制造 ,由四级差分延时单元和输出驱动电路组成 ,芯片总面积为 0 3× 0 4mm2 。芯片采用 1 8V单电源供电 ,测得带直接耦合差分 5 0Ω负载时的总功耗为 78mW ,单端输出功率为 10 2dBm ,振荡频率在 2 8～ 4 0GHz有非常好的压控线性度 ,在振荡器中心频率为 3 12 5GHz时的单边带相位噪声为 - 96dBc/Hz@10MHz。

一种改进的CMOS差分LC压控振荡器

介绍了一种改进的LC振荡器设计方法.谐振回路采用非对称电容结构,与常见的振荡器结构相比,经改进后的电路结构可以获得更好的相位噪声.基于0.35μmCMOS工艺,设计了一种采用补偿Colpitts振荡器电路结构实现的差分LC压控振荡器,工作电压为2.5V.经仿真证明,在设计中通过调整非对称电容谐振回路中的电容值,可以获得最优的相位噪声.

一种改进型的CMOS电荷泵锁相环电路

设计了一种宽频率范围的CMOS锁相环(PLL)电路,通过提高电荷泵电路的电流镜镜像精度和增加开关噪声抵消电路,有效地改善了传统电路中由于电流失配、电荷共享、时钟馈通等导致的相位偏差问题。另外,设计了一种倍频控制单元,通过编程锁频倍数和压控振荡器延迟单元的跨导,有效扩展了锁相环的锁频范围。该电路基于Dongbu HiTek 0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,在1.8 V的工作电压下,电荷泵电路输出电压在0.25~1.5 V变化时,电荷泵的充放电电流一致性保持很好,在100 MHz^2.2 GHz的输出频率内,频率捕获时间小于2μs,稳态相对相位误差小于0.6%。

典型CMOS器件总剂量加速试验方法验证

应用美军标试验方法1019.5和1019.4分别对两种典型(ComplementaryMetal?Oxide?SemiconductorTransistor,CMOS)器件进行试验验证,论述了试验原理,对试验现象进行了详细的分析,了解实验室条件下评估空间氧化物陷阱电荷和界面陷阱电荷的可行性和保守性。实验表明,两种不同工艺的CC4069器件没有通过1019.5所做出的试验验证,从实验现象观察认为是由于界面陷阱电荷大量建立所引起的。加固LC4007?RHANMOS却通过了与1019.5相比过分保守的1019.4的试验验证。

脉宽调制型大功率LED恒流驱动芯片的研究

基于0.6μm5V标准CMOS工艺,研究并设计了一种脉宽调制型大功率照明LED恒流驱动芯片为1W大功率照明LED灯提供350mA恒定的平均驱动电流。实现了在5V电源电压有10%跳变时,平均驱动电流的变化可被控制在4.5%以内。输出级开关MOS管采用高密度的版图结构使单位面积的有效宽长比与普通结构的MOS管相比提高了一倍。芯片的电源效率可达87%,与以前设计的串联饱和型半导体照明LED恒流驱动芯片[1]相比提高近25%。

一种新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器

介绍了一种用于环境温度监测的新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器,采用0.13μm标准CMOS工艺的厚氧器件实现,芯片面积为37μm×41μm。该温度传感器在-20～60°C的温度范围内,采用两点校正方法之后,温度误差为-0.2°C/0.5°C。该温度传感器可以在1.8～3.6V的电源电压范围内安全可靠地工作,并且具有较高的电源抑制比。测试结果表明,其输出电压斜率为3.9mV/°C,1.8V下功耗为1.3μW。

GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响

栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺设计并制备了一系列GGNMOS待测器件;其次,通过传输线脉冲测试,分析了叉指宽度与叉指数对GGNMOS器件ESD失效电流(It2)的影响,结果表明,在固定总宽度下适当减小叉指宽度有利于提高It2;最后,比较了平行式与交错式两种金属布线方案对It2的影响,结果表明,平行式金属布线下GGNMOS器件的ESD鲁棒性更好。

一种新型CMOS电流模带隙基准源的设计

设计了一种新型电流模带隙基准源电路和一个3bit的微调电路。该带隙基准源可以输出可调的基准电压和基准电流,避免了在应用中使用运算放大器进行基准电压放大和利用外接高精度电阻产生基准电流的缺点,同时该结构克服了传统电流模带隙基准源的系统失调、输出电压的下限限制以及电源抑制比低等问题。该带隙基准源采用0.5μm CMOS混合信号工艺进行实现,有效面积450μm×480μm;测试结果表明在3 V电源电压下消耗1.5mW功耗,电源抑制比在1 kHz下为72dB,当温度从-40～85°C变化时,基准电压的有效温度系数为30×10-6V/°C。该带隙基准电路成功应用在一款高速高分辨率模数转换器电路中。

基于耗尽型工艺的锂电池充电保护芯片设计

提出了一种基于耗尽型工艺的单节锂离子电池充电保护芯片设计。阐述了此芯片的设计思想及系统结构,并对芯片关键电路的独特设计方法及原理进行了详细分析,特别是基准电路和偏置电路,利用耗尽型工艺使电路具有非常低的电源启动电压和功耗。在Hspice中仿真了采用0.6μm的n阱互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制作全局芯片的测试结果。验证了此芯片具有过电压检测、过电流检测、0 V电池充电禁止等功能,可用于单节锂离子电池充电的一级保护。

新型低噪声电流型CMOS边沿触发器设计

提出以电流信号表示逻辑值的新型低噪声触发器设计,用于高性能混合集成电路的设计中以减少存贮单元开关噪声对模拟电路性能的影响。所提出的设计包括主从型边沿触发器和单闩锁单边沿触发器。单个锁存器的电流型边沿触发器设计是通过在有效时钟沿后产生的窄脉冲使锁存器瞬时导通完成一次取样求值。与主从型触发器相比,单闩锁结构的触发器具有结构简单、直流功耗低的特点。采用0.25μm CM O S工艺参数的HSP ICE模拟结果表明,所提出的电流型触发器工作时,在电源端产生的电流波动远远小于传统的CM O S电路。

由pnp双极型晶体管和PMOS构成的CMOS负阻单元

使用pnp双极型晶体管和pMOS,按照正反馈产生负阻I-V特性的原理,采用CMOS工艺,设计研制成功CMOS负阻单元,并对它进行了实际的测试与验证,效果良好,而且可以用它作为基础性器件,构成与CMOS工艺相兼容的负阻型逻辑电路,比常规CMOS电路节省大量器件。

一种改进型高性能CMOS锁相环电荷泵的设计

设计了一种高性能锁相环电荷泵电路.该电路采用UMC 0.18μm Mix-Mode CMOS工艺实现.仿真结果表明,通过利用电荷共享加速电流镜的开启,该电荷泵开启时间仅为0.3 ns,不会产生鉴相死区,能较好地抑制时钟馈通、电荷注入等非理想特性的影响,并且适合于低电压工作.通过与传统型及参考型两种电荷泵电路的仿真对比,验证了所设计电荷泵的优越性.