硅基单片集成单边带调制器

基于CMOS兼容的硅基光子集成工艺,设计并实现了一种具有高边带抑制比的硅基单片集成单边带调制器。单边带调制器采用正交混合耦合器实现上下两臂等幅度、90°相位差的射频信号加载,基于硅基双驱动马赫曾德尔调制器的热移相器调控上下两臂光相位差为90°,实现了效果显著的单边带抑制。基于CUMEC公司CSiP180 Al工艺和工艺设计包(PDK)完成芯片制备,采用金丝引线实现了正交混合耦合器的空气桥结构。测试结果显示该硅基单片集成单边带调制器在18~32 GHz频率内边带抑制比均高于12 dB,在21 GHz工作频率时边带抑制比达到了32 dB。该单边带调制器有望应用在光通信和微波光子系统中。     

新型范德华绝缘体封装的MoS2晶体管性能研究

以MoS₂为代表的二维半导体材料是下一代延续摩尔定律的潜在电子学新材料之一。然而，二维特性使得MoS₂中电子的输运行为对环境条件高度敏感。采用范德华绝缘体材料进行封装包覆，是目前消除二维半导体器件环境敏感性的有效方案之一。文章采用化学气相传输法制备新型范德华绝缘体材料CrOCl,并以少层CrOCl为介电层和封装材料，设计并制备了基于MoS₂的场效应晶体管。以CrOCl为底栅介电层及封装材料的MoS₂晶体管的室温场效应迁移率约为60 cm²·V^-1·s^-1,2 K下进一步增大至100 cm²·V^-1·s^-1。此外，相比于无封装MoS₂晶体管高达20 V的回滞窗口，CrOCl的包覆有效消除了晶体管转移特性的回滞现象，证明其在二维材料电子学中的应用潜力。     

基于功率反射法的E 型可重构功分器

基于对功率反射电路和级联传输线的分析计算,提出了一种新型分配比可重构方法。奇-偶模分析表 明,当改变功率反射电路中级联传输线的电长度时,可以实现任意范围的功率分配比连续可调。在此原理的基础上,利 用E 型调谐电路代替级联传输线,设计了一款工作在2. 45 GHz 的E 型可重构功分器。仿真和实物测试得到,当E 型 调谐电路中变容二极管的偏置电压在0~20 V 范围内改变时,可重构功分器的功率分配比可以在-21. 3~22 dB 之间连 续可调,同时回波损耗和隔离度均优于20 dB,插入损耗低于1. 3 dB。     

统计优先级多址接入协议的改进与仿真

统计优先级的多址接入（Statistical Priority-based Multiple Access,SPMA）协议的优良性能符合未来数据链的发展趋势。经典的SPMA协议中存在固定门限设置导致的吞吐量下降、退避时间设置过于简单和低优先级分组“饥饿”等三个问题。针对这些问题,提出了统计差值退避算法和虚拟时间戳排队算法。统计差值退避算法使用负载统计量和优先级门限的差值,计算出合理的分组退避时间。虚拟时间戳排队算法根据接入带宽的最低要求,按照虚拟完成时间大小进行分组接入。结合这两个算法,设计了基于SPMA的介质访问控制层改进协议,并使用OPNET软件对改进协议进行了仿真。仿真结果表明,相比于SPMA协议的传统算法,改进协议的系统吞吐量更大且更稳定,优先级平均时延更低,同时保证了低优先级业务的最小带宽接入需求。     

带有MPPT功能的高效率光伏电池升压转换器芯片

为了提高光伏电池的收集效率和环境适应性,提出了一种带有MPPT功能的高效率光伏电池升压转换器芯片。该电路系统包括新型四相高效电荷泵模块、扰动观察法MPPT控制电路模块、反馈控制模块、纳安级电流基准、检测电路模块等。该芯片采用0.35 μm BCD工艺设计、仿真并流片。芯片尺寸为3.15 mm×2.43 mm。测试结果表明,当光伏电池输出电压大于0.5 V时,升压转换器芯片输出电压提升到3V_in,电压转换效率可达99.4%。MPPT算法使输出功率提升8.53%。当输出负载电流为297 μA时,最宽输出PCE达到85.1%。该芯片实现了高效升压光伏电池输出电压的目标。     

具有谐波抑制特性的小型化分支线耦合器

提出了一种具有谐波抑制特性的小型化分支线耦合器。通过分析枝节加载传输线的传输特性,发现可以采用小型化的枝节加载传输线去等效替换传统分支线耦合器中的四分之一波长传输线,此方法可以极大地减小分支线耦合器的电路尺寸。同时,由于枝节引入传输零点,耦合器的谐波响应也得到抑制。为了验证理论分析的有效性,建立了等效电路模型和传输线方程,对电路性能进行分析,最后进行了仿真以及实验验证。     

EM NMOST和AM PMOST组合TF SOI CMOS非门下降时间的温度模型

详细介绍了EM NMOST和AM PMOST组合的TF SOI CMOS非门下降时间的温度电学模型建立过程.分别进行了27,100,150,250,250,300 ℃的非门瞬态特性实验.实验结果表明,EM NMOST和AM PMOST组合的TF SOI CMOS非门的下降时间随温度升高稍有增加,非常适合于高温应用.如果对其进行优化设计,有利于改善其上升-下降时间温度特性的对称性,提高其最高工作频率.     

基于Al0.8Sc0.2N压电薄膜MEMS声波器件的研制

该文介绍了一种由5×5个半径为200 μm圆形阵列组成,应用于水听器的高性能压电微机电系统(MEMS)声波器件,尺寸为3 mm×3 mm。采用钪掺杂(质量分数为20%)增强了AlN薄膜的压电系数,并通过双电极结构配置及优化结构尺寸来增强声压作用下的电信号输出,以实现压电MEMS声波器件具有更好的接收灵敏度。声波器件在空气中的接收灵敏度为-166.8 dB(Ref.1 V/μPa),比相同结构基于AlN薄膜的声波器件约高2.6 dB。在50 Hz~3 kHz带宽范围内,器件灵敏度曲线变化小于1.5 dB,具有平坦的声学响应。结果表明,基于Al_0.8Sc_0.2N薄膜的压电MEMS声波器件具有更高的接收灵敏度,经水密封装制成的水听器可应用于管道泄漏探测及海洋噪声监测等工程中。