一种基于人工表面等离子体激元的小型化低剖面天线

针对高度集成化移动设备对贴片天线小型化与低剖面的需求,提出了一款基于人工表面等离子体激元(SSPPs)的小型化高效率低剖面端射天线,通过在传统孔型单元中引入叉指分支,可有效减小SSPPs传输线的宽度,从而实现天线小型化。该设计结合SSPPs传输线非对称结构和导向枝节结构,实现了天线的端射,并兼具单层低剖属性。实测结果表明,该天线的工作带宽为8.68~9.25 GHz,且在整个工作带宽范围内天线的平均增益和辐射效率分别达到10.05 dB和91.5%。

15 kV/10 A SiC功率MOSFET器件设计及制备

报道了在150μm厚、掺杂浓度5.0×10^(14)cm^(-3)的外延层上制备15 kV/10 A超高压SiC功率MOSFET器件的研究结果。对器件原胞结构开展了仿真优化,基于材料结构、JFET区宽度和JFET区注入掺杂等条件优化,有效地提升了器件的导通能力,器件比导通电阻为204 mΩ·cm^(2),击穿电压大于15.7 kV,在漏极电压15 kV时,器件漏电流为10μA,漏电流密度为12μA·cm^(-2)。在工作电压1.7 kV、导通电流10 A条件下,开通时间和关断时间分别为140 ns和84 ns。

基于玻璃衬底的三维电感器件的仿真与实现

为了实现射频电子系统中对高品质因数电感的迫切需求,首先基于玻璃衬底建立了三维电感的电磁仿真模型,并从槽深度、线宽、线间距、电感线圈内径和匝数等方面对电感的电感值及其品质因数Q进行了参数化的仿真研究。仿真结果表明,玻璃衬底上三维电感的最优参数组合为槽深度120~150μm、线宽30~40μm、线间距30~60μm、电感线圈内径250μm和1.5~3圈的电感匝数。在光敏玻璃衬底上利用玻璃通孔技术进行三维电感的制作并对完成的电感进行了测试。电感测得的最大Q值均大于55,该测试结果与仿真结果相一致,验证了三维电感仿真模型的有效性和制造工艺的可实施性。

新能源汽车用1200V/600 A SiC功率模块

南京电子器件研究所自主研发了基于自对准沟道的低导通电阻SiC MOSFET技术,采用6英寸SiC MOSEET工艺平台,研制出1 200V,25mΩ SiC MOSFET大容量芯片,图1(a)为晶圆图片。攻克子多芯片并联均流设计、低寄生参数封装等关键技术,研制出一款新能源汽车用1 200V/600 A SiC功率模块,如图1(b)所示。该款模块由48颗SiC MOSFET芯片封装组成,采用Pin-fin直接水冷结构,三相全桥拓扑结构。

用步进锁相扫描技术改进VCO线性及调频带宽稳定性

选用HMC703LP4E小数频率综合器与专门设计的有源环路滤波器和商用VCO构成了步进扫描数字锁相环,改进了调频连续波的调频带宽稳定性和调频线性度。对设计的电路进行了制作和测试,实验结果表明在-30^+70℃温度范围内,调频信号的稳定度达到了1×10^-6,调频线性度接近于1.0,相位噪声为-90 dBc/Hz/10 kHz。

一种紧凑的超宽带三陷波分形天线

设计了一种超宽带三陷波分形天线,该天线由花朵状的辐射贴片和带有矩形缺口的接地板构成。天线的整体尺寸为42.7 mm×33.7 mm×1.6 mm,通过采用迭代两次的分形结构,有效地增加了阻抗带宽,与传统圆形天线相比尺寸减小42.3%。通过在贴片上刻蚀U型、C型缝隙,加载J型枝节抑制了WiMAX、WLAN、卫星X波段(下行)的信号干扰。测试结果显示,天线具有稳定的增益和良好的辐射特性,工作频段覆盖2.2~11.1 GHz,且在3.1~3.9 GHz、4.9~5.9 GHz、7.1~7.8 GHz频段内产生陷波。

多通道DDS基板隔离度设计与优化

随着多通道DDS采样频率的提高,保证通道间的高隔离度成为基板设计中的难题。本文利用Ansys HFSS软件对一款采样频率为2.5GHz的四通道DDS陶瓷基板进行设计,建立了芯片和基板的协同仿真模型,选取基板的通道间耦合间距、信号孔与接地孔比、地平面布局三个参数作为优化因子,进行隔离度优化仿真。测试结果表明通道间实现了在1GHz以内的隔离度优于70dB,为四通道DDS在雷达信号源中的应用提供了技术支撑。

共晶锡铅焊料与薄金焊点可靠性研究

通过对共晶锡铅焊料和PCB UBM层电镀薄金焊盘反应后的界面微观组织观察和焊点断口力学性能分析,系统研究了PCB焊盘薄金对焊点焊接性能的影响。结合Au-Sn合金二元相图理论和Au在Sn中溶解速率,研究结果显示在一定应用场合,利用薄金焊盘可避免搪锡去金工艺,可有效地提高生产效率且无可靠性风险。

一种基于Pspice的IGBT模型

功率器件在开关过程中的电压尖峰、电流尖峰及开通时间、关断时间等问题是评估一款器件乃至电力系统装置可靠性的重要因素。文中从动态特性出发,研究了一种基于Pspice的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模型。以Trench-FS(Field-stop)型IGBT晶体管KWBW25N120S1E2为例,根据该器件的结构和工艺参数,得到了Pspice模型参数。双脉冲测试仿真结果表明,得到的该器件开通延时、上升和关断时间以及关断延时等动态参数与实测数据基本一致。最后,给出了该模型应用到实际焊机仿真结果与实测的比较,进一步验证了模型的合理性与可靠性。

SiGe HBT高频相关噪声的简洁建模

基于双极结型晶体管(BJT)大信号简洁模型,采用在基极和集电极节点之间添加RC延迟噪声电流的方法对SiGe HBT高频相关噪声进行建模,将模型与现有的Transport模型、SPICE模型、Van Vliet模型进行对比来体现该建模方法的准确性,同时再对模型进行四噪声参数的提取,将提取结果与实测的结果进行比较来验证它的有效性。

V/Ⅲ比对Si基AlN薄膜结构特性的影响

采用金属有机物化学气相外延法(MOCVD)在Si(111)衬底上生长了200nm厚的AlN薄膜,研究了V/III比对AlN薄膜晶体质量及表面六角缺陷的影响。结果表明,当V/III比为2 400时,得到的样品表面最平整,晶体质量最好,表面粗糙度为1.32nm,(002)半峰宽为0.615°,(102)半峰宽为0.689°。通过扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面,发现当V/III比过高或者过低时,AlN薄膜的表面都会变得粗糙,六角形缺陷也会增多,合适的V/III比有助于抑制表面六角缺陷的产生。

SiN钝化对InGaAs/InP双异质结双极性晶体管热稳定性的影响

报道了热应力下InGaAs/InP双异质结双极性晶体管(DHBT)的可靠性。对钝化与未钝化器件进行了应力温度为250℃、应力时间达到1 000h的存储加速寿命试验。从Gummel曲线可以发现,未钝化器件的电流增益在48h应力时间时降低了18.3%,而钝化器件在1 000h应力时间时仅下降了1.6%,说明基于SiN介质薄膜的表面钝化工艺有效提高了InP HBT的可靠性,这对于InP基器件和电路的实际应用具有重要意义。

压应变SiGe和张应变Si的能带结构研究

根据体Si和体Ge的能带结构特点,基于形变势理论,计算了SiGe合金的应变对其能级的影响。静压应变导致能级偏移,单轴应变导致简并能级分裂,使得应变SiGe合金的禁带宽度随应变的增加而减小。共度生长在体Si衬底上的SiGe合金,以及共度生长在体SiGe衬底上的Si,它们的禁带宽度随Ge组份的增加近乎线性减小。完全压应变的Si_(0.5)Ge_(0.5)合金,其禁带宽度从无应变时的0.93eV减小为0.68eV。Ge组份为0.5时,完全张应变的Si,其禁带宽度从无应变时的1.12eV减小为0.85eV。

多路并行延迟锁相式射频DAC设计

提出了一种适用于2GS/s以上速率射频DAC设计的结构——多路并行延迟锁相式DAC,并基于该结构实现了一款14位2.5GS/s高性能DAC。测试结果显示:积分非线性误差INL为±0.5LSB,微分非线性误差DNL为±0.4LSB;2.5GS/s转换速率条件下,输出100 MHz正弦波时SFDR为67.08dBc,IMD达到93.08dBc,输出550 MHz正弦波时,SFDR为56.42dBc。

用于雷达T/R组件的SOI CMOS工艺射频芯片

南京电子器件研究所国博电子有限公司基于0．18umSOICMOS工艺研制了多款用于相控阵雷达的射频芯片，包括1-1．7GHz有源下混频器、0．7～4GHz有源下混频器、X波段6位移相器和X波段5位衰减器，芯片照片见图1。下混频器集成了射频、本振放大器，混频器以及中频放大器；X波段移相器和衰减器均集成了驱动器和ESD保护电路。该系列芯片解决了高集成度、小尺寸以及低功耗雷达T瓜组件的关键问题。

一种应用于无线局域网802.11a/n的高功率线性功率放大器设计

提出一种应用于无线局域网802.11a/n的高功率高线性度InGaP/GaAs异质结晶体管功率放大器。通过采用新颖的线性偏置电路和带宽拓展电路,该功放实现了在64正交振幅调制正交频分复用信号输入激励下,误差向量幅度(EVM)在3%时实现超过21dBm的线性输出功率,在超过1GHz频段内实现超过31dB的小信号增益。

基于红白蓝模式色温可调的LED照明系统

根据混色原理,证明了利用红光、正白光和蓝光三种颜色的LED混合实现色温调节的可行性。把色温可调白光LED照明系统分为五个模块,对五个模块进行设计和优化,实现了显色指数高、色温动态可调、光谱覆盖范围广、能适应不同时间、场所对色温可变要求的LED照明系统。

基于CMOS工艺的差分放大器单粒子瞬态效应研究

基于0.35μm CMOS工艺,研究了辐射条件下,单粒子瞬态效应对差分放大器的影响。经过仿真分析发现:差分放大器中偏置电路输出节点对单粒子瞬态效应敏感,偏置电路输出电流大小决定了放大器输出信号抗单粒子瞬态效应的能力。为提高差分放大器的抗单粒子瞬态效应的能力,采取增加偏置电路输出驱动能力以及引入电阻/电容等加固设计技术。经过Hspice仿真及单粒子辐照实验证明,辐射加固后的放大器抗单粒子瞬态扰动能力从未加固的18 MeV·cm2/mg增加到37 MeV·cm2/mg,抗单粒子辐射性能提高了一倍以上。加固后的放大器能够满足航天应用的需求。

SOI专用集成电路的静态电流监测和失效分析

静态电流测试是一种高灵敏度、低成本的集成电路失效分析技术,在集成电路故障检测、可靠性测试及筛选中的应用日益普遍。针对某绝缘体上硅专用集成电路在老炼和热冲击实验后出现的静态电流测试失效现象,结合样品伏安特性、光发射显微镜和扫描电子显微镜等电学和物理失效分析手段,确定了栅氧化层中物理缺陷的存在、位置及类型;结合栅氧化层经时介质击穿原理分析,揭示了样品的主要失效机理,并分析了经时介质击穿失效的根源,为改进工艺、提高电路可靠性提供了依据。

GaN E-D HEMT集成逻辑门电路特性研究

基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长的高质量AlGaN/GaN异质结构材料,采用选择性栅挖槽结合栅介质工艺实现GaN增强型/耗尽型(E/D)HEMT器件的集成,应用直接耦合场效应管逻辑(DCFL)设计并研制GaN E/D HEMT集成逻辑门电路。通过对GaN E/D器件性能以及逻辑门电路性能的分析讨论,研究了GaN E/D器件性能对逻辑门电路性能的影响。同时还对选择性栅挖槽结合栅介质工艺实现GaN E/D器件存在的问题进行了分析讨论。