一种低功耗高PSRR CMOS基准电压源

提出了一种采用新颖负温漂系数电流源补偿结构的高性能基准电压源。利用工作在亚阈值区的两个MOS管的栅源电压差与工作在线性区的MOS管的漏电流关系,产生补偿电流,使输出电压对温度不敏感。提出的负温漂电流源结构没有使用传统大电阻,不仅保证了低功耗,还有效减小了芯片面积。采用共源共栅的电流源结构,提高了电源抑制比。基于TSMC 0.18 QUOTEμmμm CMOS工艺进行设计仿真。仿真结果表明,在-35 ℃~150 ℃范围内,温漂系数为8.3×10-6/℃。电源电压为1.3~3.3 V时,电压调整率为0.21%,电源抑制比为-81.2 dB@100 Hz,功耗仅为184.7 nW。芯片面积为0.006 mm²。     

一种应用于多阶射频整流器的MPPT技术

多阶射频整流器在射频能量收集系统中起着交流转直流的作用。当射频输入功率偏离某一数值时,多阶射频整流器的功率转换效率(PCE)迅速下降。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,提出一种最大功率点跟踪(MPPT)方法,使多阶射频整流器能够根据射频输入功率的大小自动配置阶数,从而在较宽的输入范围内保持较高的PCE。将该MPPT方法应用在3阶射频整流器上。结果表明,当工作频率为953 MHz、负载为50 kΩ、输入功率PIN∈(-26.5 dBm,-7.5 dBm)时,该3阶射频整流器的平均PCE可达65 %,相比传统3阶射频整流器,提升了约25%。     

基于类表面等离子体激元的矩形金属光栅色散特性的研究

等离子体激元(surface plasmon polaritons, SPP)因其独特的光学和物理特性, 使其具有诸如透射增强和局域共振等一系列新颖现象, 已成为当前国内外学者研究的热点. 本文对基于类表面等离子体激元(Spoof Surface Plasmons, SSP)的矩形金属光栅色散特性和模式分布进行了研究. 利用本征函数法并结合场匹配条件, 获得了矩形栅表面SSP的场表达式、色散关系和模式分布, 并通过电磁仿真进行了验证. 在此基础上分析了矩形栅各参数对SSP色散及模式分布的影响, 研究结果表明: 由本征函数法获得的SSP色散特性与仿真结果基本符合; 增大金属栅高度或减小排列周期能减小SSP的相速度; 而增大金属栅周期占空比能在一定程度上拓展SSP与电子束互作用的带宽; 改变金属盖板高度对慢波SSP色散模式基本没有影响; 减小金属栅侧面宽度能增大模式之间的间隔, 从而能有效避免模式竞争的发生. 本文对基于SSP的矩形金属光栅色散特性的研究将为进一步研究SSP与电子束的相互作用, 形成高效、宽带的新型太赫兹源奠定良好的理论基础.     

On the energy conservation electrostatic particle-in-cell/Monte Carlo simulation: Benchmark and application to the radio frequency discharges

We benchmark and analyze the error of energy conservation （EC） scheme in particle-in-cell/Monte Carlo （PIC/MC） algorithms by simulating the radio frequency discharge. The plasma heating behaviors and electron distributing functions obtained by one-dimensional （1D） simulation are analyzed. Both explicit and implicit algorithms are checked. The results showed that the EC scheme can eliminated the self-heating with wide grid spacing in both cases with a small reduction of the accuracies. In typical parameters, the EC implicit scheme has higher precision than EC explicit scheme. Some ＂numerical cooling＂ behaviors are observed and analyzed. Some other errors are also analyzed. The analysis showed that the EC implicit scheme can be used to qualitative estimation of some discharge problems with much less computational resource cost without much loss of accuracies.