基于CMOS多功能数字芯片的ESD保护电路设计

基于CSMC 2P2M 0.6 μm CMOS工艺设计了一种ESD保护电路。整体电路采用Hspice和CSMC 2P2M 的0.6 μm CMOS工艺的工艺库(06mixddct02v24)仿真,基于CSMC 2P2M 0.6 μm CMOS工艺完成版图设计,并在一款多功能数字芯片上使用,版图面积为1 mm×1 mm,参与MPW(多项目晶圆)计划流片,流片测试结果表明,芯片满足设计目标。     

一种基于CMOS工艺的电平转换芯片

基于CSMC 2P2M 0.6 μm CMOS工艺设计了一种电平转换芯片.整体电路采用Hspice和CSMC 2P2M的0.6 μm CMOS工艺的工艺库(06mixddct02v24)仿真,基于CSMC 2P2M 0.6 μm CMOS 工艺完成版图设计,并在一款多功能数字芯片上使用,版图面积为1mm×1mm,并参与...     

一种采用0.5 μm CMOS工艺的多通道SAR ADC

设计并实现了一个多通道12位逐次逼近(SAR)A/D转换器。转换器内部集成了多路复用器和并行到串行转换寄存器、复合型DAC等。整体电路采用Hspice进行仿真,转换速率为133 ksps,转换时间为7.5μs。通过低功耗设计,工作电流降低为2.48 mA。芯片基于0.5μmCMOS工艺完成版图设计,版图面积为2.4 mm×2.3 mm,流片测试满足设计指标。     

AlGaN紫外探测器读出电路研究

设计了一款AlGaN 320×256规模紫外探测器专用读出电路.该款读出电路属于数模混合电路,其中模拟信号处理电路包含积分放大电路、采样保持电路、缓冲器及输出驱动电路,数字逻辑控制电路实现了多种用户可配置的功能.给出了理论分析和电路模拟仿真的结果数据及波形.采用标准0.35μm 2P3M CMOS工艺设计了电路版图,最终版图面积为ll.8mm×11.1mm,并对流片后的读出电路进行了主要参数的测试和数据分析,验证了该读出电路的功能.     

用于OLED显示驱动芯片的双端口SRAM设计

详细描述了一种集成在OLED显示驱动芯片中的双端口SRAM设计。从电路和版图两方面对SRAM的核心部分进行了详细描述，并且设计了一种用于灰度OLED显示驱动芯片的132×64×6bit的双端口SRAM。基于0．35μmCMOS工艺进行了芯片流片及测试，得到了正确的测试结果并已成功应用于一款OLED显示驱动芯片中。     

8GS/s-14bit RF-DAC中数字上变频器的ASIC实现

本文提出了一种内嵌于8GS/s-14bit RF-DAC中数字上变频器(DUC)的设计方案,该方案采用ASIC实现,能够得到采样频率达8 GHz的输出信号,并提供插值因子分别为2、4、8、16的上变频功能.基于CORDIC算法,提出16路时域交织的数控振荡器(NCO)结构,同时采用全半带滤波器(HB-FIR)折叠结构级联实现内插滤波器组.基于40 nm CMOS工艺,完成RTL级设计和GDSII版图设计,并将其内嵌于8 GS/s-14bit RF-DAC中完成混合SOC的电路设计与验证.测试结果显示,该设计可以在500 MHz的工作时钟频率下达到设计目标,数字部分的版图面积为2551*2580μm^2,仿真功耗约为1365.4 mW.在40 nm CMOS工艺下流片,流片测试结果显示该芯片设计能够完成预设目标,且在插值为16的模式下,测得芯片数字部分功耗为为1250 mW,符合设计预期.     

改进型多制式兼容数字视频编码器

介绍了一种数字视频编码器芯片的结构及其实现。并对多制式兼容和数字滤波器模块进行了优化。该芯片兼容NTSC/PAL/PALM三大制式,并采用I2C协议标准接口进行模式的配置。在0.35μmCMOS工艺条件下完成版图设计,芯片面积2.98mm×2.97mm,包括3.8万门。测试结果表明,该设计完全能够满足对数字视频码流进行编码的处理要求。     

高增益0.6μm CMOS运算放大器

本文介绍了采用CSMC 0.6μm CMOS工艺设计的两级放大结构的高增益运算放大器电路。用Hspice软件对电路进行了仿真,绘制了版图并给出了测试方案。仿真结果表明,在-40℃~120℃的温度范围内,电路能够将输入信号放大5000倍以上。电路采用+5V或者3.3V单电源供电,芯片面积为1070μm×640μm。测试结果表明,该运算放大器工作电流小于2mA,增益72dB。     

采用SAR结构的8通道12位ADC设计

本文设计实现了一个8通道12位逐次逼近型ADC。转换器内部集成了多路复用器、并/串转换寄存器和复合型DAC,实现了数字位的串行输出。整体电路采用HSPICE进行仿真,转换速率为133KSPS,转换时间为7.5μs。通过低功耗设计,工作电流降低为2.8mA。芯片基于0.6μmBiCMOS工艺完成版图设计,版图面积为2.5×2.2mm2。     

内嵌14位DAC的高速直接数字频率合成器的设计

利用CORDIC算法实现相位幅度的转换;嵌入双路归零编码方式输出、电流源控制开关、14位DAC,成功设计了一种高速直接数字频率合成器.经0.18 μm 6M2P CMOS工艺流片,芯片面积为4.19 mm×3.17 mm,在1 GHz的工作频率下,输出信号在98.6 MHz处,SFDR为68.39 dB.     

基于耗尽型工艺的锂电池充电保护芯片设计

提出了一种基于耗尽型工艺的单节锂离子电池充电保护芯片设计。阐述了此芯片的设计思想及系统结构,并对芯片关键电路的独特设计方法及原理进行了详细分析,特别是基准电路和偏置电路,利用耗尽型工艺使电路具有非常低的电源启动电压和功耗。在Hspice中仿真了采用0.6μm的n阱互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制作全局芯片的测试结果。验证了此芯片具有过电压检测、过电流检测、0 V电池充电禁止等功能,可用于单节锂离子电池充电的一级保护。     

一种动态补偿、高稳定性的LDO设计

设计并实现了一种动态补偿、高稳定性的LDO.针对LDO控制环路稳定性随负载电流变化的特点,给出一种新颖的动态补偿电路.这种补偿电路能很好地跟踪负载电流的变化,从而使控制环路的稳定性几乎与负载电流无关.设计采用CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,利用Cadence的EDA工具完成电路设计、版图绘制和流片测试,最终芯片面...     

Design of a 16 gray scales 320×240 pixels OLED-on-silicon driving circuit

A 320×240 pixel organic-light-emitting-diode-on-silicon (OLEDoS) driving circuit is implemented using the standard 0.5 μm CMOS process of CSMC. It gives 16 gray scales with integrated 4 bit D/A converters. A three-transistor voltage-programmed OLED pixel driver is proposed, which can realize the very small current driving required for the OLEDoS microdisplay. Both the D/A converter and the pixel driver are implemented with pMOS devices. The pass-transistor and capacitance in the OLED pixel driver can be used to sample the output of the D/A converter. An additional pMOS is added to OLED pixel driver, which is used to control the D/A converter operating only when one row is on. This can reduce the circuit's power consumption. This driving circuit can work properly in a frame frequency of 50 Hz, and the final layout of this circuit is given. The pixel area is 28.4×28.4 μm2 and the display area is 10.7×8.0 mm2 (the diagonal is about 13 mm). The measured pixel gray scale voltage shows that the function of the driver circuit is correct, and the power consumption of the chip is about 350 mW.     

用于SDH STM-4光发射机的4:1复接器和激光驱动器

采用CSMC0.6μm CMOS工艺设计实现了速率为622Mbps的4∶1复接器和激光二极管驱动器电路。4∶1复接器采用树型结构,由3个2∶1复接器组成。激光二极管驱动器电路由两级差分放大器和一级电流开关构成,级间采用源级跟随器隔离。电路芯片尺寸为1.5mm×0.7mm。电路采用单一正5V电压供电,功耗约为900mW。测试结果表明,电路的最高工作速率超过1.25Gbps速率,输出最大电流超过85mA。     

用于IRFPA ROIC的高性能缓冲器模块的设计

红外焦平面读出电路(IRFPA ROIC)主要用于焦平面阵列与后续信号处理之间的通信.文章提出了一种用于红外焦平面读出电路的缓冲器模块,包括列缓冲器、高性能的输出缓冲器以及相应的偏置电路.缓冲器均采用单位增益放大器结构,通过放大器的优化设计可实现对不同负载的有效驱动且静态功耗较低.该缓冲器模块用于一款640×512面阵、30μm中心距的中波红外焦平面读出电路,采用CSMC 0.5μm DPTM工艺进行流片加工.仿真结果表明,列缓冲器的开环增益为40.00 dB,单位增益带宽为48.17 MHz(10 pF).输出缓冲器可实现轨到轨的输入,开环增益为39.68 dB,单位增益带宽为46.08 MHz,读出速率高达20 MHz,功耗为16.02 mW(25 pF//5.1 kΩ).该模块输入端拉出的测试管脚可在焦平面读出电路的晶圆测试中帮助验证芯片功能.通过调节测试端口,测试结果与仿真结果大体一致,验证了该缓冲器模块的设计可行.     

32位嵌入式RISC处理器的VLSI实现

本文实现了一个低功耗,高速度的32位RISC处理器。芯片采用了ARM V4的指令集,哈佛结构和五级流水线。同时利用了改进的流水冲突检测控制和异常处理使得流水线能以较高的速度顺序流动。与商用的ARM7TDMI相比,在0.6mm的工艺上达到了与商用0.35mm工艺制造相同的速度,同时CPI降低了26%,MIPS上升了36%。整个系统在APTIX公司提供的MP3CF硬件仿真器上完成了硬件验证,现已完成了版图设计并提交流片。     

二极管非制冷红外探测器及其读出电路设计

针对非制冷红外技术的低成本高性能应用,提出了基于SOI的二极管红外探测器及其读出电路的集成设计方案。阐述了二极管非制冷红外探测器的基本原理和工艺实现。对探测器的电学特性进行理论推导,得出读出电路的设计指标。采用连续时间自稳零电路结构实现探测器输出信号的低噪声低失调放大,采用级联滤波器以减弱开关非理想因素的影响,并采用片内电容采样保持,使得I/O引脚数较少,从而减小版图面积。采用spectre工具进行仿真,在CSMC 0.5 m 2P3M CMOS工艺下实现。结果表明:读出电路性能良好,闭环增益为65.8 dB,等效输入噪声谱密度为450 nV/Hz,等效输入失调电压100 V以内,功耗为5 mW,能实现探测器信号的准确读出。     

深亚微米CMOS电路多电源全芯片ESD技术研究

深亚微米CMOS电路具有器件特征尺寸小、复杂度高、面积大、数模混合等特点,电路全芯片ESD设计已经成为设计师面临的一个新的挑战。多电源CMOS电路全芯片ESD技术研究依据工艺、器件、电路三个层次进行,对芯片ESD设计关键点进行详细分析,制定了全芯片ESD设计方案与系统架构,该方案采用SMIC0.35μm 2P4M Polycide混合信号CMOS工艺流片验证,结果为电路HBM ESD等级达到4 500 V,表明该全芯片ESD方案具有良好的ESD防护能力。