内嵌镜像对称矩形腔楔形金属狭缝阵列的宽带增强透射

采用时域有限差分法研究了内嵌镜像对称矩形腔长度、宽度及其位置对楔形金属狭缝阵列结构透射特性的影响.研究发现,采用此结构形成的光子晶体结构所产生的能带可以调控禁带,不仅在短波长范围存在明显的传输禁带,而且在长波长范围具有较好的增强透射,表明这种内嵌镜像对称矩形腔进一步破坏了类法布里-珀罗腔共振条件,更有利于短波长范围表面等离激元能量局域在腔内,同时提高长波长范围的透射率.矩形腔位置是影响传输禁带和透射特性的主要因素,其越接近中心位置,禁带越宽,透射率越高;矩形腔厚度主要影响禁带宽度,厚度为140 nm时,禁带宽度可达236 nm;矩形腔长度主要影响透射特性,长度为260 nm时,透射率可达95％.     

一种高性能超低功耗亚阈值基准电压源

设计了一种超低功耗、无片上电阻、无双极型晶体管的基于CMOS亚阈值特性的基准电压源。采用Oguey电流源结构来减小静态电流,从而降低功耗,并加入工作于亚阈值区的运算放大器,在保证低功耗的前提下,显著提高了电源电压抑制比。采用1.8 V MOS管与3.3 V MOS管的阈值电压差进行温度补偿,使得输出电压具有超低温度系数。采用共源共栅电流镜以提高电源电压抑制比和电压调整率。电路基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行设计和仿真。仿真结果表明,在－30 ℃~125 ℃温度范围内,温漂系数为9.3×10－6/℃;电源电压为0.8~3.3 V时,电压调整率为0.16%,电源电压抑制比为－58.2 dB@100 Hz,电路功耗仅为109 nW,芯片面积为0.01 mm²。     

一种高精度超低功耗基准电压源

提出了一种超低功耗、无BJT的基于亚阈值CMOS特性的基准电压源。采用正负温度系数电流求和的方式来获得与温度无关的电流,再转换成基准电压;采用共源共栅电流镜来提高电源电压抑制比和电压调整率。基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行仿真,结果表明,在-20℃~135 ℃温度范围内,温漂系数为2.97×10-5/℃;在0.9~3.3 V电源电压范围内,电压调整率为0.089%;在频率为100 Hz时,电源电压抑制比为-74 dB,电路功耗仅有230 nW。     

一种高速高精度动态比较器

提出了一种应用于逐次逼近模数转换器的高速高精度比较器。该比较器由2级预放大器、1级锁存比较器以及缓冲电路构成。在前置预放大器中采用共源共栅结构、复位和箝位技术,提高了比较器的精度和速度,降低了功耗。在锁存比较器中引入额外的正反馈路径,提高了响应速度,降低了功耗。将锁存比较器输入对管与锁存结构隔离,降低了踢回噪声的影响,提高了比较器的精度。比较器基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真。仿真结果表明,在1.8 V电源电压、800 MHz时钟下,比较器的精度为50 μV,传输延迟为458 ps,功耗为432 μW,芯片面积仅为0.009 mm²。     

一种超低温漂低功耗全CMOS基准电压源

提出了一种超低温漂、低功耗亚阈值全CMOS基准电压源。利用工作在亚阈值区的3.3 V MOS管与1.8 V MOS管的栅源电压差,产生具有负温度系数的ΔVTH和具有正温度系数的VT,经过相互调节,得到与温度无关的基准电压。采用了共源共栅电流镜,以降低电源抑制比(PSRR)和电压调整率。基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺对电路进行了仿真。仿真结果表明,在-22 ℃~142 ℃温度范围内,温度系数为2.8×10-6/℃;在1.3~3.3 V电源电压范围内,电压调整率为0.48%;频率为100 Hz时,PSRR为-62 dB;功耗仅为191 nW,芯片面积为0.005 mm²。