双模式控制的防失真D类音频功率放大器

设计了一款具有双模式控制、防失真功能、超低EMI、无需滤波器、5W高效率的单声道D类音频功率放大器.通过检测输出信号的失真来动态调整系统增益可实现独特的防失真功能,可以通过硬件或者软件设置使该放大器工作在防失真模式或者普通模式.电路采用CSMC的0.35 um的CMOS工艺实现,在输入信号为O～1.2V的范围内,输出信号能够保持良好的波形形状.可应用于各种便携式电子设备,如手机、平板电脑和便携式电视机等.

600V VDMOS器件的反向恢复热失效机理

为了研究VDMOS器件体二极管在反向恢复过程中的失效机理,详细分析了600 V VDMOS器件体二极管的工作过程,采用TCAD模拟软件研究了体二极管正向导通和反向恢复状态下的载流子密度分布及温度分布情况.模拟结果表明,VDMOS器件的体二极管在正向导通时,器件终端区同样会贮存大量的少数载流子,当体二极管从正向导通变为反向恢复状态时,贮存的少数载流子会以单股电流的形式被抽取,使得VDMOS器件中最靠近终端位置的原胞中的pbody区域温度升高,从而导致该区域寄生三极管基区电阻增大、发射结内建电势降低,最终触发寄生三极管开启,造成VDMOS器件失效.分析结果与实验结果一致.

SOI横向功率器件横向耐压技术的研究进展

SOI横向功率器件是SOI功率集成电路的核心元件。文中对近年来SOI横向功率器件的横向耐压技术进行了归类和综述,讨论了RESURF技术、场板技术、U形漂移区技术、横向超级结技术和漂移区电荷密度线性化技术等5种常见技术及其衍生技术的工作机理、性能指标和制造方法,从耐压能力、BFOM优值和工艺复杂度等3个方面对不同耐压技术的优点和缺点进行了比较。结果表明各种新技术的采用可以有效缓和击穿电压和导通电阻的矛盾关系,但同时也带来了工艺复杂度的增加。因此,如何在性能和成本之间取得折中仍然是SOI横向功率器件设计需要关注的焦点。

一种新颖的正交输出伪差分环形VCO的设计

设计了一种基于标准0.18μm CMOS工艺的4级延迟单元的全差分环形压控振荡器。提出了一种新颖的环形振荡器电路结构,通过结合控制耦合强度与改变负载电阻值的方法,改善了单一技术在有限的电压范围内的调谐线性度,实现整个电压范围内的高调谐线性度;采用双通路技术提高了振荡频率,同时运用交叉耦合正反馈减少输出电平翻转时间,改善相位噪声特性,提高性能。后仿真结果表明,在电源电压为1.8 V时,VCO的中心频率为2.8 GHz,核心电路的功耗为18.36 mW,调谐范围为2.05 GHz^3.35 GHz,当频率为2.8 GHz时,相位噪声为-89.6 dBc/Hz@1 MHz。

2.5Gb/s PS/PI型半速率时钟数据恢复电路设计

采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种相位选择(PS)/相位插值(PI)型半速率时钟数据恢复电路。该电路主要由半速率Bang-Bang鉴相器、改进型PS/PI电路、数字滤波器和数字控制器等模块构成。改进型PS/PI电路通过两个相位选择器和两个相位插值器实现正交时钟的产生,相较于传统结构,减少了两个相位选择器,降低了复杂度和功耗。数字滤波器和数字控制器通过Verilog代码自动综合生成,降低了设计难度。Cadence仿真结果表明,输入2.5Gb/s伪随机数据时,电路在1.8μs时锁定,锁定后恢复出的时钟和数据峰峰值抖动分别为17.71ps和17.89ps,可以满足短距离I/O接口通信的需求。

一种5Gb/s双信道并行时钟数据恢复电路

基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种双信道并行时钟数据恢复(CDR)电路,它由1个锁相环(PLL)型CDR和1个相位选择/相位插值(PS/PI)型CDR结合实现。与传统的并行CDR相比,该CDR电路不需要本地参考时钟。PLL型CDR中环形压控振荡器的延迟单元采用电感峰化技术,拓展了带宽,实现了较高的振荡频率;电荷泵采用自举基准和运放,改善了充放电电流匹配。PS/PI型CDR中Bang-Bang型鉴相器结构简单,具有较好的鉴相功能;PS/PI电路比传统结构少2个相位选择器。仿真结果表明,当输入并行数据速率为5Gb/s时,恢复出的2组时钟与数据的峰峰抖动值分别为6.1ps,8.1ps和8.7ps,11.2ps。电路核心模块的功耗为172.4mW,整体电路版图面积为(1.7×1.585)mm^2。

红外读出电路中低功耗列读出级电路的设计

提出了一种用于红外读出电路的新型低功耗列读出级结构。该结构在传统主从列读出级电路的基础上,引进电压检测电路,通过检测相邻列中主运放的输出电压,动态地调节从运放工作电流,避免了传统结构中从运放需要始终工作在大电流下(>Imax)的限制,从而显著地降低了功耗。具体电路采用CSMC DPTM 0.5μm工艺实现,Hspice仿真结果表明,新型主从列读出级中从运放功耗与传统主从列读出级中从运放功耗相比,从运放的平均功耗最大可以节省75%。

应用于MCR-WPT系统的一种新型接收器的设计

此处为磁耦合谐振式无线电能传输系统(MCR-WPT)设计了一种新型的电能接收器,并给出了最佳工作点的计算方法。首先根据磁共振传能系统的特点建立了接收器的等效电路,然后从平均输入功率的角度分析传统接收器的缺陷,接着利用基尔霍夫定律推导了电感补偿接收器的临界电感值的计算公式,通过电路仿真研究电感补偿接收器的工作特性曲线,分析了负载和电能频率对该特性曲线的影响,尤其是对最佳工作点的影响。在最佳工作点处,补偿电感可大大提高接收器的电能利用率,最后通过实验验证了理论分析和仿真结果的准确性。

一种CMOS旋转行波压控振荡器

采用0.18μm CMOS工艺,设计了一种基于微带传输线的旋转行波压控振荡器（RTWO）。采用λ/4差分传输线代替传统交叉耦合反相器对的PMOS负载管;通过电磁场建模并优化,获得了高Q值的谐振腔模型,提高了RTWO电路的振荡频率;解决了RTWO电路旋转波形不确定的问题,电路能逆时针起振旋转。该旋转行波压控振荡器的电路版图尺寸为980μm×1 150μm。在1.2V电源电压下,电路输出波形相邻相位差为45°,功耗为24mW。振荡频率调谐范围为14.06～14.73GHz,压控电路振荡于14.5GHz时,其相位噪声为-95dBc/Hz@1 MHz。

双栅无结晶体管阈值电压模型

无结晶体管是近年来纳米SOI MOS器件领域的研究热点,相对于传统晶体管具有明显的优势。本文针对全耗尽型无结晶体管,基于二维泊松方程,建立了电势分布解析模型。根据该模型可以得到阈值电压模型。利用建立的解析模型和半导体器件仿真软件MEDICI,探讨了栅压和器件结构参数对电势分布和阈值电压的影响。该模型简单且与仿真结果吻合良好。

单端CTIA型读出电路线性度的研究及优化设计

对单端电容跨阻抗放大器读出电路的非线性进行了理论研究,详细分析了积分电路、采样保持电路、行选电路对非线性的影响。在此基础上,为提高读出电路的线性度,提出在积分电路中引入增益自举结构以及行选电路中采用转移电荷电路替代传统源跟随电路的方法。具体电路采用CSMC DPTM 0.5μm工艺实现,在输入积分光电流为2.0nA^26.5nA的范围内,读出电路的非线性度仅为0.05%。