基于变化电子流向的一种高压VDMOS静态物理模型

研究了高压VDMOS内部电子流向的变化,提出了其近似解析表达式,在此基础之上,求得了电子密度分布变化的解析表达式,从而建立了高压VDMOS的一种改进静态物理模型。计算结果表明,由于这一模型是基于更为合理的电子流向变化和电子密度分布变化的解析表达式而建立的,所以与Yeong-seuk Kim等人模型和参考文献[2]的模型相比,在较大的工作电压范围内,其计算精度的提高都是非常显著的。     

一种用于功率IC的新型SPICE宏模型

基于规范化分段线性模型技术,建立了高压DMOS器件的SPICE宏模型用于功率集成电路的仿真.从等效电路模型出发,利用Powell算法找到规范化分段线性模型的最佳系数,从而利用节点电压可以直接描述DMOS器件的各种非线性特性.该模型不仅准确性高,而且仿真速度快、收敛性好.最后,给出了仿真与测试的对比结果,证明了模型的有效性和准确性.     

应用于车载激光雷达的宽带AGC跨阻放大器

针对车载激光雷达接收端脉冲信号脉宽窄、动态范围大等特点,提出了一种新型宽带、宽动态范围和高增益的自动增益控制(AGC)跨阻放大器。采用改进型调节型共源共栅结构作为输入级,拓展了带宽。使用改进型吉尔伯特单元作为可变增益放大器,进一步提高了带宽和增益。增加了AGC环路,提高了输入动态范围。基于标准 0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真,整体版图尺寸为760 μm×650 μm。仿真结果表明,该电路的-3 dB带宽为1.06 GHz,跨阻增益为80.79 dBΩ,输入动态范围为60 dB(1 μA~1 mA),功耗为47.6 mW,满足车载激光雷达接收机的要求。     

天基大口径反射镜支撑技术的发展

为了满足人类对地观测和宇宙探索的更高性能要求,空间望远镜反射镜口径已经从米级向十米量级迈进,呈现不断增大的趋势。大口径反射镜支撑与反射镜面形精度和稳定性直接相关,是决定空间望远镜实际观测能力乃至任务成败的关键技术之一。首先对大口径反射镜的三种主要支撑形式进行了介绍并做出适用性比较。在此基础上,从影响反射镜支撑设计的各个因素出发,讨论了反射镜支撑的设计原则。然后结合设计原则的讨论和国内外研究进展对支撑点数量和位置优化、无热化设计、无应力装配设计等大口径反射镜支撑关键技术及发展方向进行了探讨,期望对我国大型空间望远镜的研制提供借鉴,在新一轮空间探索热潮中实现跨越发展。     

一种新型高效率负压电荷泵

提出了一种高效率、具有较大电流驱动能力的负压电荷泵。该电荷泵采用三阱CMOS工艺,通过减小寄生电容和传输晶体管的导通电阻,消除了阈值电压损失和NMOS传输晶体管体效应,提高了电荷泵的每级增益。基于0.32 μm CMOS工艺对电荷泵进行了仿真验证。结果表明,相比传统负压电荷泵,该新型负压电荷泵具有较高的输出效率,最大输出效率可达82%。     

一种带有自适应增益控制的激光雷达模拟前端

为了处理宽动态范围的激光脉冲回波信号,设计了一种带有自适应增益控制技术的模拟前端。通过分段调节跨阻放大器的跨阻增益,实现了在1 μA~1 mA范围内输入电流与输出电压近似线性的关系。提出了自触发使能方法,可以在没有外部清零信号的情况下连续接收回波信号。提出了一种新型差分移位时刻鉴别电路,能有效减小行走误差。电路采用0.11 μm CMOS工艺设计,后仿真结果表明,-3 dB带宽为530 MHz,最大跨阻增益为103 dBΩ,等效输入噪声电流谱密度为6.47 pA·Hz-1/2@350 MHz,输入动态范围为60 dB,功耗小于100 mW。该模拟前端电路设计适用于飞行时间脉冲激光雷达。     

极低功耗单片AC/DC电源管理IC的设计

为了进一步降低AC/DC电源管理IC在正常工作和待机工作时的功耗,本文从分析整个系统的功耗出发,分别设计出相应的电路,有针对性的降低每一部分功耗,从而降低整个系统的功耗,提高系统的效率.整个系统实现控制电路和大功率管的单片集成,采用QR、PFM和BURST三种工作模式.在CSMC 1μm 700VBCD工艺下完成了整个系统的设计和仿真验证.仿真结果表明,该电源管理IC达到了预期的性能要求.     

一种用于TOF激光雷达的多通道时数转换芯片设计

时间数字转换器(Time-to-Digital Converter,TDC)是一种将连续时间信号转换为数字信号输出的器件,是飞行时间(TOF)激光雷达中的关键部件.在利用计数器粗采样和多相位内插细采样的传统结构上,设计了一种基于相位内插的双级粗细结合型时间数字转换电路,并增加了双回波接收通路来接收多脉冲回波信号,在此基础上设计了一款17通道多路TDC系统芯片.芯片采用CMOS 0.11 μm工艺设计,版图面积为0.6 mm×3 mm.后仿真结果显示,在1.2 V电源下其功耗小于100 mW,单输入精度平均值为51.7 ps,动态范围为3.4 μm,且线性度良好.该TDC芯片适用于飞行时间脉冲激光雷达的信号计时.     

准谐振PWM控制器的线电压前馈补偿技术

电流模式开关电源优良的输入动态响应源于其电压前馈特性,近年来得到广泛应用的准谐振电流模式开关电源虽然显著减小了开启损耗,却在一定程度上牺牲了电压前馈特性.文章分析了此问题产生的原因,研究了解决的方法,设计了线电压补偿模块,并在一款基于1 μm 40 V BCD工艺的芯片中实现该设计.仿真结果表明,在同一电源系统中,采用加入电压补偿模块的芯片可将原系统0.5%的输入电压调整率降至0.17%以内.     

高压VDMOS器件的SPICE模型研究

基于高压VDM O S器件的物理机理和特殊结构,对非均匀掺杂沟道、漂移区非线性电阻及非线性寄生电容效应进行分析,用多维非线性方程组描述了器件特性与各参数之间的关系,建立了精确的高压六角型元胞VDM O S器件三维物理模型,并用数值方法求解。基于该物理模型提出的等效电路,在SP ICE中准确地模拟了高压VDM O S的特性,包括准饱和特性和瞬态特性。在全电压范围内(0~100 V),直流特性与测试结果、瞬态特性(频率≤5 MH z)与M ED IC I模拟结果相差均在5%以内,能够满足HV IC CAD设计的需要。