智能型多通道DC-DC变换器设计

采用多种智能型电压转换芯片,根据每个芯片的不同特征参数,搭建不同性能需求的电压转换电路;该设计由光电耦合器、三极管、PMOS管搭建切换电路,实现适配器供电与电池组供电的自动、快速切换;利用FPGA输出的高低电平控制由三极管和PMOS管搭建的开关电路,实现对部分供电通道的智能通断控制。该变换器已应用于微波探测仪的供电系统中,经测试表明该变换器具有效率高、纹波电压低、良好的稳态和动态响应的优点。     

快速稳定的CMOS电荷泵电路的设计

基于交叉耦合NMOS单元,提出了一种低压、快速稳定的CMOS电荷泵电路.一个二极管连接的NMOS管与自举电容相并联,对电路进行预充电,从而改善了电荷泵电路的稳定建立特性.PMOS串联开关用于将信号传输到下一级.仿真结果表明,4级电荷泵的最大输出电压为7.41 V,建立时间为0.85 μs.     

一种低电压、高增益电荷泵

电荷泵在低压电路中扮演着重要的角色。作为片上电荷泵,其面临的主要问题是:电压增益、电压纹波和面积效率。该文提出了一种新型的电荷泵电路,它采用辅助电荷泵、电平转移电路结构来产生不同摆幅的时钟,该时钟被用来驱动开关管的栅极,以有效控制开关管的电导,提高电压增益。由于采用PMOS管作为开关管,传输过程中避免了阈值电压损失。仿真结果显示,与以往文献中提到的电荷泵结构相比,该电荷泵具有更高的电压增益,开启时间短,纹波小,在低压应用环境优势更为突出。     

一种占空比可调的高速电平转换电路

提出一种占空比可调的高速电平转换电路,能够将频率高达1.33 GHz的低电压域信号提升至高电压域输出。在传统电平转换电路的基础上,增加了占空比调节电路,使得电路工作在不同I/O域时,通过调整接入的PMOS管数量来间接调整控制管的宽长比,进而实现占空比可调。增加了快速响应电路,引入首尾相接的反相器组,通过正反馈功能,加速实现电平转换。基于Global Foundry 14 nm CMOS工艺进行电路设计,采用SPECTRE软件进行仿真。仿真结果表明,该电路能够实现从0.9 V核心电压到2.5 V I/O电压的稳定转换,传播延时为225 ps,占空比为49.63%。当高电压域电压变换为1.8 V后,通过占空比调节电路,使占空比仍可保持在50%左右。     

F等离子体处理增强型及耗尽型AlGaN/GaN HEMT集成SRAM单元电路和电平转换电路

我们设计并且制备了GaN基增强型/耗尽型（E/D 模）直接耦合6管静态随机存取存储器（SRAM）单元电路和电平转换电路。利用氟等离子处理工艺,使用适中的AlGaN势垒层厚度异质结材料,增强型和耗尽型铝镓氮/氮化镓 HEMTs被集成在了同一个晶片上。六管SRAM单元由对称的两个E/D模反相器和增强型开关管组成。在1V的工作电压下,SRAM单元电路的输出高电平和低电平分别为0.95V和0.07V。电平转换电路的工作电压为+6V和-6V,通过4个串联的镍-铝镓氮/氮化镓肖特基二极管使电压降低。通过轮流控制电平转换电路的两个反相器模块的开关状态,电平转换电路输出两路电压,分别为-0.5V和-5V。电平转换器的翻转电压为0.76V。SRAM单元电路和电平转换电路都能正确地工作,展现了氮化镓基E/D模数字和模拟集成电路的潜力。提出了几条设计上的考虑,以避免阈值电压的漂移对电路工作造成的影响。     

应用于升压电荷泵的自适应衬偏电路

本文设计了一种应用于升压电荷泵的自适应衬偏电路,主要解决电荷泵开关管的电气性能的可靠性问题。该电路主要采用迟滞比较器和触发器相结合的结构,保证PMOS开关管的衬底电位始终和源极、漏极中较高电压保持一致。仿真结果表明,在二倍压电荷泵上应用此衬偏电路,衬底电压始终保持在对应开关管的最佳电位,漏电流可以降低90%,电荷泵的工作效率可以提高4%。     

一种应用于高压电机驱动的电平移位电路

针对传统电平移位电路输出电压范围不理想和不稳定的缺点,设计了一种具有高稳定性、低功耗的两级电平移位电路。该电路第一级采用固定偏置电流结构,消除NMOS与PMOS电学参数的依赖性并提高稳定性。通过引入扩宽输出电压范围的第二级电路结构,为高端PMOS提供可靠的栅驱动电压。仿真结果表明,所设计的电平移位电路实现了低压转高压功能,且输出范围满足高边栅驱动要求。该电路能较好地应用于高压电机驱动电路,实现单极性和双极性两种驱动控制。     

基于双电源系统的电荷泵电路设计

设计了一款应用于双电源系统中的电荷泵电路结构,通过内部电平转化与控制电路,在双电源系统中实现不同逻辑电平控制产生高压的目的,为EEPROM存储单元提供擦写所需高压.电路采用ZMOS管作为传输管,提高传输效率;在电荷泵不工作时,所有子电路关闭,实现零功耗设计.仿真结果显示,电路输出电压精度高、上电速度快、驱动能力强.电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺流片,已实际应用于数字电位计芯片设计中,输出高压稳定,达到设计要求,性能良好.     

一种采用齐纳管作为开关器件的Dickson电荷泵电路

文章提出了一种基于Dickson原理的电荷泵电路,采用齐纳管作为开关器件。该电路克服了采用MOS管作为开关器件的Dickson电路在多级级联时的转换效率急剧下降问题,并且可以利用齐纳管来稳定输出电压。Spice仿真结果显示,五级齐纳电荷泵可以轻松在3V电源电压下实现10V左右的稳定电压输出。该电路结构简单,与标准CMOS工艺兼容,具有较高的应用价值和经济价值。     

一种基于栅交叉耦合连接的电荷泵设计

对于普通CMOS工艺中容易产生的衬底偏置效应,基于dickson电荷泵原理,本文采用了一种栅交叉耦合的方式来选择相应PMOS管的衬底电压,从而消除了衬底偏置效应的影响。再结合相应的电路,诸如时钟控制电路和整流电路等,为EEPROM提供稳定擦写电流。该设计能有效消除衬底偏置效应影响,更好的提高电荷泵工作效率。