光学仿真算法的CAD系统实现

随着光电子集成和各种平面波导器件的集成度、复杂度越来越高以及光器件的结构越来越精密,用解析的方法对器件进行分析和设计已经无法实现。为实现光学器件的良好设计,以有限差分光束传播法(FD-BPM)为仿真算法开发了光学芯片仿真软件,实现了光波导器件的模拟仿真。由该仿真结果与Matlab仿真结果的对比可知,该仿真软件能达到显示波导状态的基本要求。

倾斜梳齿的MEMS电容式传感器惯性脉冲响应特性研究

DRIE(Deep Reactive Ion Etching)工艺加工的高深宽比梳齿电容不能保证绝对平行.本文在考虑低真空空气阻尼力的同时,研究了梳齿电容倾斜的MEMS传感器对脉冲惯性信号的响应,并分析了DRIE工艺因素对器件性能的影响.研究结果表明,当传感器为没有静电力反馈的双边电容结构时,梳齿电容的不平行对传感器的响应位移、惯性脉冲响应线性度范围影响明显,且随着封装真空度增加而加重.若传感器有静电力反馈,惯性脉冲响应的灵敏度降低,但DRIE工艺因素的影响程度降低.为了抑制DRIE工艺导致的梳齿电容不平行因素的影响,文中还设计了一个新型的变电容面积的MEMS惯性传感器,并用ANSYS初步分析了其性能,设计了其详细的制作工艺流程.

孔的形状和排列方式对厚孔板微结构压膜空气阻尼的影响分析

本文对微结构上孔的形状和排列方式对压膜空气阻尼的影响进行了理论和模拟分析.理论研究表明对于不同厚度、不同排列方式下的孔单元阵列,若孔的总面积和孔单元面积均为常数,当孔数增加到某一值时有最小阻尼力,并用FEM工具ANSYS证明了该结论的正确性.结果还表明孔数对恒定尺寸微结构空气阻尼的影响随着结构厚度和孔数的增加而变得更加明显.分析结果对比表明在同样的尺寸条件下,孔方形排列微结构的空气阻尼小于孔蜂窝式排列微结构的空气阻尼,该现象随着孔单元面积的增加变得越明显,但是随着孔单元接近微结构的边界,阻尼之间的差距减小.研究结果可以用在高精度MEMS器件如MEMS地震检波器、MEMS光开关和MEMS红外光传感器等的优化设计中去.

梳齿的不平行对电容式微机械传感器阶跃信号响应的影响

分析了梳齿电容式传感器在三种电容驱动方式下,梳齿电容极板的不平行对传感器受到阶跃加速度信号作用时可靠工作条件的影响。得到了梳齿倾斜效应对传感器阶跃加速度响应影响的分析模型。结果表明梳齿电容在同样的电压驱动下,若电容极板的倾斜角变到0.5°时,对于单边电容结构、双边电容结构和有力反馈的双边电容结构,传感器能够承受的临界阶跃加速度分别变为电容极板完全平行时的0.34、0.44、0.52。并针对DRIE工艺刻蚀梳齿的原理,讨论了改进梳齿不平行的方法。

周期性缺陷接地结构的微带线

基于单元缺陷接地结构(DGS)等效电路模型,研究了周期性缺陷接地结构微带线的色散关系,并给出其阻带的快速估算方法。为提高微波电路的集成度和灵活性,提出了基于周期性DGS结构弯折型微带线,分析其带阻特性、色散特性和阻抗特性。实验证明,该结构在4～7GHz之间具有良好的宽阻带特性。

微波HBT建模技术研究综述

本文对微波异质结双极型晶体管 (HBT)发展及其应用现状、用于HBT器件的等效电路模型 ,以及HBT器件大、小信号建模技术、模型参数提取方法及研究进展进行述评 .

用于多处理器媒体SoC设计的实时总线调度优化策略

为了减少多处理器媒体系统芯片(SoC)总线任务调度过程中的处理器性能损失,从减少总线任务冲突的角度出发,提出了改变任务属性和调整任务优先级相结合的总线任务调度优化策略.在保证任务实时性的前提下,通过增加原有任务可执行时间,将原有任务划分为多个子任务,动态调整任务优先级,充分利用总线的空闲时间执行部分任务,减少了总线任务冲突,降低了处理器因等待数据源而引起的性能损失.将该方法应用于多处理器媒体系统芯片MediaSoC3221A的设计中,当进行运动图像专家组(MPEG)实时解码时处理器的性能损失从原来的4.7%减小到0.1%.

新型复合沟道Al_(0.3)Ga_(0.7)N/Al_(0.05)Ga_(0.95)N/GaN HEMT低相位噪声微波单片集成压控振荡器(英文)

设计并研制了一种新型复合沟道Al0.3Ga0.7N/Al0.05Ga0.95N/GaN HEMT(CC-HEMT)微波单片集成压控振荡器(VCO),且测试了电路的性能。CC-HEMT的栅长为1μm,栅宽为100μm。叉指金属-半导体-金属(MSM)变容二极管被设计用于调谐VCO频率。为提高螺旋电感的Q值,聚酰亚胺介质被插入在电感金属层与外延在蓝宝石上GaN层之间。当CC-HEMT的直流偏置为Vgs=-3V,Vds=6V,变容二极管的调谐电压从5.5V到8.5V时,VCO的频率变化从7.04GHz到7.29GHz,平均输出功率为10dBm,平均功率附加效率为10.4%。当加在变容二极管上电压为6.7V时,测得的相位噪声为-86.25dBc/Hz(在频偏100KHz时)和-108dB/Hz(在频偏1MHz时),这个结果也是整个调谐范围的平均值。据我们所知,这个相位噪声测试结果是文献报道中基于GaN HEMT单片VCO的最好结果。

微环辅助Mach-Zehnder光调制器的线性特性

分析了有损耗的多环辅助Mach-Zehnder(MZ)光调制器,获得了在偏置点处令二阶和三阶高次项同时为零的方程,并在此基础上解得单环和双环辅助下的设计参量的解析表达式.利用解析式可方便地得到在偏置点处二阶和三阶高次项同时为零的高线性MZ光调制器的设计方案.同时对微环辅助MZ光调制器的特性进行了分析.

一种基于概率解释的新型互连线时延Slew模型

基于概率解释的互连线时延模型具有效率高,实现简单,估计准确等特点,在亚100纳米工艺IC设计及验证中具有较好的应用前景。基于概率解释的互连线时延模型往往需要大量的查表计算,对效率及计算精度都存在一定的影响,而且有些模型不能进行Slew的估计。本文提出了一种基于BS统计分布的互连线时延模型,完全避免了查表运算而且可直接用于Slew估计。90纳米工艺TCAD仿真实验结果表明,该模型在效率、精度、实现难易程度等方面具有一定的优势,对亚100纳米VLSI静态时序分析及相关EDA工具开发也有一定的参考价值。

RF-CMOS建模:面向低功耗应用的RF-MOSFET模型开发

在EKVv2·6本征模型基础上发展出一种新的、可用于低压低功耗CMOSRFICCAD的RF-MOSFET模型,模型对栅氧化层寄生电阻以及有损基底损耗进行了考虑.在对晶体管零偏和线性工作态下等效电路进行分析的基础上,开发出新的解析提取RF-MOSFET器件射频寄生参数的算法.模型最终应用到采用CSM(CharteredSemiconductorManufactureLtd)0·25μmRF-CMOS工艺制造的一共源连接、8栅指(每指尺寸长L=0·24μm,宽W=9·58μm)n-MOSFET建模中,DC高达40GHz测量和仿真所得S参数对比结果验证了模型的良好精度.

RF-CMOS建模:一种改进的累积型MOS变容管模型

提出一种改进的累积型MOS变容管射频模型,改进后模型方程可精确描述累积型MOS变容管全工作区域特性;模型方程连续,且任意阶次可导,至少三阶导数求解结果可实现与测试结果的精确拟合,解决了原模型可导但导数错误、变阻方程不连续等问题.模型最终应用到采用CSM(Chartered Semiconductor Manufacture Ltd)0.25μmRF-CMOS工艺制造的一30栅指(每指尺寸为长L=1μm,宽W=4.76μm)累积型MOS变容管建模中,测量和仿真所得C-V,R-V特性,品质因素以及高达39GHzS参数对比结果验证了模型的良好精度.

一种简化的VBIC模型和InGaP/GaAs HBT宽带放大器设计

采用一种新的简化VBIC模型对单、多指InGaP/GaAs HBT器件进行建模.测量和模型仿真I -V特性及其在多偏置条件下多频率点S 参数对比结果表明,DC^9GHz频率范围内,简化后的模型可对InGaP/GaAsHBT交流小信号特性进行较好的表征.利用建立的模型设计出DC^9GHz两级直接耦合宽带放大器,该放大器增益达到19dB,输入、输出回波损耗分别低于-10dB和-8dB.

基于等效电路模型的Mesh结构P/G网布线优化方法

本文在对供电用串联电阻链的等效电路模型进行详细论证的基础上,根据Mesh结构P/G网所具有的结构特点,将P/G网电阻网络加以等效变换,得到比原网络规模小得多的等效简化网络。然后用现有的布线优化方法来优化简化网络,速度可提高至少一个数量级。

基于表面电势的高压LDMOS晶体管直流模型改进

针对标准MOSFET的BSIM3和PSP模型在高压LDMOS建模上的不足,提出了基于PSP表面电势方程的改进高压LDMOS晶体管I-V模型。在研究过程中,使用Agilent系列直流测试设备及ICCAP参数提取软件和ADS仿真器对高压LDMOS晶体管进行数据采集及参数提取。在开放的PSP模型Verilog-A代码基础上完成改进代码的实现。最终的结果表明,采用改进后的模型,仿真曲线与测量的I-V曲线十分吻合,该模型大大提高了PSPI-V模型模拟高压LDMOS晶体管时的精确度,对于实用高压集成电路的设计和仿真有着重要意义。

10Gb/s SiGe光接收机限幅放大器

给出了一个利用IBM 0.5μm SiGe BiCMOS工艺实现的10Gb/s限幅放大器。在标准的3.3V 电源电压,功耗为133.77mW。在31dB的输入动态范围内,可以保持980mVpp恒定输出摆幅。

Ⅲ-Ⅴ族化合物HBT建模

Ⅲ-Ⅴ族化合物HBT微波特性的精确建模对该类器件的微波功率应用极为重要.本文开发了一个可精确用于表征Ⅲ-Ⅴ族化合物HBT直流、大、小信号特性的新模型,并可用于对HBT器件极为重要的自热效应的仿真.模型开发过程中对UCSDHBT模型和VBICBJT模型进行了借鉴,但新模型不同于以上两个模型.模型通过对比直流、S参数和功率测量结果进行验证.

媒体多处理器系统芯片中的高效数据搬运机制

媒体处理是一种高宽带流量的数据流处理,系统不仅需要有很强的媒体数据运算能力,还需要高效的数据搬运机制。媒体多处理器系统芯片复杂的内部结构对数据搬运机制的设计提出了新的挑战。根据媒体数据的存储特点,阐述了面向媒体数据搬运、基于任务链表的二维DMA机制;设计了用于媒体多处理器系统芯片的集中式DMA控制器。实验数据表明,在进行MPEG视频解码时,使用二维DMA机制的执行周期比未使用DMA机制的执行周期减少了50%左右。

以太网桥接专用集成电路的实现

介绍了一种基于高级数据链路控制(HDL C)协议,实现以太网桥接的专用集成电路技术,介绍了该集成电路的系统组成和主要模块功能,着重讨论了高级数据链路控制(HDL C)协议的算法设计以及FIFO控制模块中双指针操作方式的技术实现。

标准单元工艺参数提取工具的设计及实现

提出了一种标准单元工艺参数自动提取工具的实现方法。该工具能利用用户所提供的功能文件自动生成模拟所需的SPICE激励波形,并能根据SPICE激励波形自动进行参数提取,最后自动生成Synopsys综合库,Ver-ilog仿真库和Vital仿++真库。该工具不仅可用于单个电路的工艺参数提取,也可应用于建立工艺参数库。工具缩短了建立工艺参数库的时间,也减少了工艺参数提取过程中人为引入的误差。