0.6μm CMOS 622 Mb/s 1∶4分接器芯片设计

采用CSM C-H J 0.6μm CM O S工艺设计,可用于光纤通信系统中工作速率为622 M b/s的1∶4分接器。分析和设计了分接器的系统结构和单元电路,采用Sm artSp ice进行了仿真。整个电路采用5 V单电源供电,功耗为1.1 W。测试工作速率和各项技术指标达到相应标准。     

0.6μm CMOS 622 Mb/s 1:4分接器芯片设计

采用CSMC-HJ 0.6 μm CMOS工艺设计,可用于光纤通信系统中工作速率为622 Mb/s的1∶4分接器.分析和设计了分接器的系统结构和单元电路,采用SmartSpice进行了仿真.整个电路采用5 V单电源供电,功耗为1.1 W.测试工作速率和各项技术指标达到相应标准.     

基于标准CMOS工艺的有源像素单元结构的研究

基于标准N阱互补金属氧化物半导体集成电路(CM O S)工艺,设计了P /N-w e ll/P-sub光电管结构和传统的N /P-sub光电管结构的有源像素单元。像素单元面积为100μm×100μm,感光面积百分比分别为77.6%和89%,采用了上华0.6μm两层金属两层多晶硅CM O S工艺研制。测试分析结果表明P /N-w e ll/P-sub结构在暗电流大小,光照响应信号大小,感光灵敏度和感光动态范围上均优于传统的N /P-sub结构。通过改变复位信号频率,将P /N-w e ll/P-sub结构像素的感光动态范围提高到139.8 dB,改善了有源像素的感光性能。     

CMOS图像传感器的未来

在与CCD的竞争中 ,CMOS必须面对或超越CCD的关键价格及性能特点。采用互补金属氧化物半导体 (CMOS)加工工艺制作的图像传感器阵列芯片的首次应用于 2 0世纪 80年代末得到了验证。自那时起 ,能够以动态随机存取存储器(DRAM)的成本在单模片上集成所有模拟及数字成像电路就成为设计者心中的神圣目标。然而 ,CCD制造商为了将CMOS传感器排挤出市场 ,始终坚持不懈地减小阵列体积 ,同时大幅削减其价格。近 30年来 ,在大容量电子图像捕获应用中 ,CCD在速度、灵敏度、可靠性、封装及价格等方面始终保持优势 ,因而统治着市场。产品设计人…     

红外焦平面阵列CMOS读出集成电路的研制

介绍了一种红外焦平面阵列( IRFPA)互补金属氧化物半导体 ( CMOS)读出集成电路 ( ROIC)的研制方案 ,叙述了读出电路的电路原理及工作时序、电路参数设计、版图设计及工艺分析。电路采用电容负反馈互导放大器 ( CTIA)及相关双取样 ( CDS)结构 ,有利于减小电路的噪声。     

新型集成阵列四象限CMOS光电传感器的研制

本文介绍了一种用于目标跟踪和坐标定位的新型集成阵列四象限CMOS光电传感器.该传感器采用上华0.6 μm标准CMOS工艺制造,实现了象限传感器与后端信号处理电路的单片集成.该传感器由16×16单元有源光电管阵列,相关二次采样电路和时序控制电路组成.每个有源光电管的大小为60 μm ×60 μm,其感光面积百分比(Fill Factor)为64.5%.通过变频二次扫描的工作模式可将传感器的感光动态范围增大为84dB.传感器的感光灵敏度为2V/lx·s,工作速度根据目标照度可在2ms/帧~64ms/帧范围内调整.     

2.45 GHz全集成CMOS功率放大器设计

在一个RF收发机系统中,功率放大器的集成问题一直是难点之一.首先简要介绍开关模式功率放大器及其提高效率的理论基础,然后采用0.18 μm CMOS工艺给出了工作在2.45 GHz的全集成单片功率放大器的设计,并采用ADS仿真软件验证了设计的正确性.     

CMOS工艺下的温度检测电路的设计

介绍一种在CMOS工艺条件下,温度检测电路的实现方案,对温度检测的原理进行了深入分析,通过具体的电路设计验证了实现方案的可行性。电路在HHNECCZ6H工艺上流片。测试结果表明电路性能稳定可靠,提出的方案切实可行。电路可在-50°C到100°C范围内测温,精度可达正负3°C。     

基于标准CMOS工艺的光敏传感单元结构的研究

基于0.6μm标准N阱CM O S工艺,研究了光敏管的结深及其侧墙结构对有源感光单元的感光面积百分比、光电响应信号幅值、感光灵敏度以及感光动态范围等参数的影响。研究了包括传统N+/P衬底的光敏管结构,以及网格状N+/P衬底,N阱/P衬底,网格状N阱/P衬底,P+/N阱/P衬底的光敏管结构。测试结果表明,不同深结深的光敏管结构,可以将器件感光灵敏度提高8~16.5 dB;网格状光敏管结构可以增加光敏管的侧墙面积,改善器件感光灵敏度;非网格状光敏管结构具有较低的暗电流和较大的感光动态范围,其中P+/N阱/P衬底光敏管结构的传感单元在变频两次扫描的工作方式下的感光动态范围可达139.8 dB。     

CMOS图像传感器及其发展趋势

本文简要介绍了CMOS图像传感器的发展历程及工作原理.对CCD图像传感器与CMOS图像传感器的优缺点进行了比较,指出了CMOS图像传感器的技术优势,并讨论了CMOS图像传感器的发展趋势.     

神经电生理微电极阵列检测系统研制

该文设计了基于微电极阵列的16通道神经电生理信号检测系统。检测系统由硬件和软件两部分组成,其中硬件部分可分为以下3个模块：微电极阵列接口模块,用于实现微电极阵列和检测系统的可靠连接;多通道信号放大模块,用于对微弱电生理信号进行提取并放大至合适的幅度;数据采集模块,对放大后的电生理信号进行高速数据采集并通过USB2.0接口和计算机相连。软件部分采用多线程、多缓存等技术保证对信号的实时观测和分析。对检测系统的主要参数进行了测试,并结合实验室自制神经微电极阵列对SD大鼠海马区脑切片进行神经电生理信号的检测。系统的输入噪声Vrms2 V,放大倍数为1000倍,频率带宽范围为10~3000 Hz,并且能够检测到放电幅度为20 V左右的神经电生理信号。该文针对微电极阵列神经电生理信号检测中的技术难点,从硬件和软件设计上保证微弱信号的提取,检测系统的分辨率可达0.6 V,各项参数能够满足神经电生理信号的检测需要。     

20万门CMOS门阵列设计技术

本文主要介绍0.8umCMOS门阵列的设计技术,包括建库技术,可测性设计技术、时钟设计技术、电源、地设计技术、电路结构优化、余量设计技术等,最后介绍了20万门母片及电路的主要参数。     

RF CMOS Cells for Wireless Applications

There is increasing interest in the use of CMOS circuits for high frequency highly integrated wireless telecommunications systems. This paper presents the results of on-going work into the development of a cell library that includes many of the circuit elements required for the high frequency sub-systems of communications integrated circuits. The cell library studied included an RF control element, single ended Class A amplifier, RF isolator, and Gilbert cell mixer circuit topologies. Circuit design criteria and measurement results are presented. All cells were fabricated using standard 2.0, 1.2, and 0.8 m CMOS integrated circuit fabrication processes with no post-processing performed. The results indicate that 2.0 m CMOS can be used successfully up to approximately 250 MHz with 0.8 m cells useful up to approximately 1000 MHz.     

低成本CMOS阵列式高速成像系统

高速摄像是研究瞬间发生的物理和化学现象的重要手段之一.针对碰撞过程,提出了应用低成本CMOS阵列式成像传感器构建高速摄像系统.成像阵列由16个可更换的CMOS单元组成,接在主板上.为了进行同步控制,实验研究了CMOS传感器的工作时序;通过延时器,使阵列式火花源分时闪光,并在CMOS快门打开的时间段内完成.实验表明,该系统可以实现对碰撞等瞬间发生过程的拍摄,为相关研究提供基础.     

一种应用于CMOS图像传感器的电容阵列PGA研究

研究了一种应用于1 024×1 024CMOS图像传感器中的温度计码电容阵列型可编程增益放大器(PGA)。该PGA采用开关电容阵列结构,通过改变输入与反馈电容值,实现了0～18dB的增益;同时,该PGA具有结构简单、电容阵列面积小、带宽大和反馈系数大等特点,其增益带宽50MHz、总谐波失真(THD)小于50dB。该PGA的信号处理能力完全满足12MHz速率、69dB动态范围CMOS图像传感器内部集成ADC对模拟输入信号的要求。     

MGS—CMOS宏单元模块自动生成系统

本文介绍一个CMOS宏单元模块自动生成系统,该系统根据宏单元的电路描述,经过逻辑综合后自动完成布局、布线工作。并将布图结果转换成版图描述文件,从而实现了宏单元建库及模块生成的自动化。为了保证布通率及生成模块的正确性,系统提供了交互布图环境和模块正确性验证工具。     

CMOS门阵列电路用封装外壳的研制

介绍了一种用于封装万门至十万门级ＣＭＯＳ门阵列电路的ＰＣＡ１３２多层陶瓷外壳的研制。该外壳的设计采用了ＣＡＤ设计布线,模拟并优化外壳的信号线电阻、线间电容、电感及传输延迟等参数,使其满足电路要求。并且通过结构可靠性设计,使外壳抗机械冲击、温度冲击能力大大提高,满足了高可靠应用要求。     

Low-noise low-power CMOS preamplifier for multisite extracellular neuronal recordings

This paper reports the design and the experimental results of a fully integrated, low-noise, low-power standard CMOS preamplifier circuit used to record the extracellular electrophysiological activity of in vitro biological neuronal cultures. Our goal is to use the preamplifier in a fully integrated, multi-channel, bi-directional neuro-electronic interface.Among others, two main requirements must be addressed when designing such kind of integrated recording systems: noise performance and very low frequency disturbance rejection. These two requirements need to be satisfied together with a small silicon area design, to be able to integrate a large number of recording channels (i.e. up to thousands) onto a single die. A prototype preamplifier circuit has been designed and implemented; in this paper we report the experimental results.While satisfying the above requirements, our circuit offers state-of-the-art smallest area occupation (0.13 mm²) and consumes 4.5 μW. Sub-threshold-biased lateral pnp transistors, used to implement very high resistance value integrated resistors, have been characterized to determine the resistance spread.The fabricated prototype, coupled with a commercial Micro-Electrode Array (MEA), has been successfully employed to record the extracellular electrophysiological spontaneous activity, both of muscular cardiac cells (cardiomyocytes) and of spinal cord neurons from murines.     

Diamond Transistor Array for Extracellular Recording From Electrogenic Cells

The transduction of electric signals from cells to electronic devices is mandatory for medical applications such as neuroprostheses and fundamental research on communication in neuronal networks. Here, the use of diamond with its advantages for biological applications as a new material for biohybrid devices for the detection of cell signals is investigated. Using the surface conductivity of hydrogen‐terminated single‐crystalline diamond substrates, arrays of solution‐gate field‐effect transistors were fabricated. The characterization of the transistors reveals a good stability in electrolyte solutions for at least 7 days. On these devices, cardiomyocyte‐like HL‐1 cells as well as human embryonic kidney cells (HEK293), which were stably transfected with potassium channels, are cultured. Both types of cells show healthy growth and good adhesion to the substrate. The diamond transistors are used to detect electrical signals from both types of cells by recording the extracellular potential. For the HL‐1 cells, the shape of action potentials can be resolved and the propagation of the signal across the cell layer is visible. Potassium currents of HEK293 cells are activated with the patch‐clamp technique in voltage‐clamp mode and simultaneously measured with the field‐effect transistors. The ion sensitivity of the diamond surface enables the detection of released potassium ions accumulated in the cleft between transistor and cell.     

细胞粘附的压电生物传感芯片研究

细胞粘附研究因其重要价值日益成为生命科学和组织工程领域的研究热点。运用压电传感技术研究细胞粘附行为具有实时、高灵敏及动态的独特优势,为细胞粘附的研究提供了更为科学全面的信息。该文就肝癌细胞粘附的压电生物传感芯片研究进行了实验探讨和动力学分析,以及扫描电镜(SEM)和双胰酶消化法(DTA)双向实验验证和声阻抗模型理论分析,建立了压电生物传感芯片研究细胞粘附的新方法。