基于ZnO/Al2O3缓冲层制备耐高温SAW器件电极

为了声表面波(SAW)器件能在高温环境(不小于1 000 ℃)中工作,该文设计并在La3Ga5SiO14压电衬底上制作Pt/ZnO/Al2O3多层复合薄膜电极,利用ZnO/Al2O3组合缓冲层增强了Pt薄膜电极在极端高温条件下的导电稳定性。制备的SAW器件在经历3次1 000 ℃高温热处理后仍保持稳定的回波损耗系数S11。实验结果表明,ZnO/Al2O3组合缓冲层结构在提高SAW器件电极高温导电稳定性方面具有一定的潜在应用价值。     

应用于低频无源RFID的低成本2 kbit EEPROM

基于350 nm 2-poly 3-metal EEPROM工艺，设计了一种应用于低频无源RFID的低成本2 kbit EEPROM存储器。在保证存储容量能满足大多数使用场景的情况下，通过优化Dickson电荷泵和读出电路的结构，实现电路版图面积的最小化，从而对整体电路实现低成本设计。优化后的Dickson电荷泵能实现10μs内从3.3 V到16 V的稳定升压，且功耗为334μW;读出电路基于检测NCG器件阈值电压的方式实现存储逻辑值的判别，该方法不需要能提供高精度电流的基准电路和具有高增益的灵敏放大器，有效降低了整体电路的面积。低成本2 kbit EEPROM的工作电压为3.3 V,能实现32位并行输入和1位串行输出，芯片总面积仅为0.14 mm²,有效降低了低频无源RFID设计复杂度和制造成本。     

一种适用于生物电信号处理的全集成五阶Gm-C低通滤波器

传统的Gm-C滤波器OTA输入晶体管大多工作在饱和区,存在输入动态范围较小和跨导值较大等不足,难以满足生物医学电信号处理滤波器所要求的超低截止频率、低功耗与大输入动态范围等要求,采用将输入晶体管钳位到线性工作区的方法,设计了跨导线性可调的OTA以提高滤波器能够处理的信号幅度。并应用该OTA综合了一种五阶Gm-C超低频低通滤波器。仿真结果表明,该滤波器在1.8 V电源,800 m Vpp输入条件下实现了283 Hz的超低低通角频率,-6.4 d B的带内增益,51 d B的三次谐波失真,功耗仅为22μW,适用于可穿戴式生物医学电信号读取电路。     

紫外激光改性氧化钒薄膜

氧化钒薄膜制备后需要进行退火处理以降低非晶态氧化钒薄膜的方阻大小并改善薄膜结晶特性。传统退火方式时间较长且退火过程会导致器件性能降低。本文主要利用激光精确控制的特点处理氧化钒薄膜,通过平顶光路系统改变激光功率、高斯光斑形貌以及光斑的重叠率对氧化钒薄膜进行退火处理,主要研究了激光能量密度以及光斑重叠率对氧化钒薄膜的方阻,表面粗糙度以及结晶度的影响。实验结果表明激光功率为0.7 W,光斑重叠率为93.33%,光斑能量密度为62.2 mJ/cm2时,退火氧化钒薄膜的方阻值明显降低,薄膜表面光滑且氧化钒结晶度较好。     

一种宽温范围高稳定CMOS带隙基准源

在传统带隙基准源的基础上,设计了一种在极宽温度范围内具有高温度稳定性的CMOS带隙基准电路。该电路将三极管的集电极置于负反馈环路中,以避免三极管基极分流对集电极电位的影响,实现温度补偿。通过采用低电源抑制比(PSRR)的差分运放,可以得到不受电源电压影响的基准电压。基于0.5 μm CMOS标准工艺实现,采用Spectre进行仿真,结果表明:该带隙基准源在室温下产生的基准电压为(1.256 9±0.000 32) V,在－35 ℃~125 ℃温度范围内的温漂系数为1.39×10－6/℃;当工作电压为1.8~4.6 V时,输出电压仅变化0.31 mV/V;3 V供电下的功耗为14.69 μW;满足胎压监测芯片的设计要求。     

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。     

一种低温漂超低功耗带隙基准电压源

基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种低温漂超低功耗的带隙基准电压源。采用无电阻电路结构,使基准电压源具有了超低功耗性能。基于分段线性电流模技术,引入滤波电容,极大地降低了温漂系数,稳定了输出电压。利用Cadence Spectre EDA软件,对电路进行设计和仿真。结果表明,在 -50℃~100 ℃温度范围内,温漂系数仅为2.9×10-6/℃。在0.99～3 V的电压范围内具有稳定的基准输出。在1 kHz频率下电源抑制比为 -71.28 dB。整个带隙基准源的功耗仅为185.9 nW。     

适用于能量收集系统的低功耗迟滞比较器

根据微弱能量收集系统的应用需要,设计了一种宽电压范围的折叠式低电压、低功耗迟滞比较器。在比较器输入级、输出级分别利用偏置电路和内部节点对尾电流管进行偏置,实现了根据现场工作电压的变化自动调节尾电流,达到降低功耗、加快输出响应速度的目的。基于0.18 μm CMOS工艺进行设计。仿真结果表明,该比较器在0.8~1.2 V电源电压范围内正常工作,迟滞电压在15~70 mV范围内可调,最低功耗为0.15 μW。     

一种高增益的宽带低噪声放大器的设计

采用SANAN公司的0.25μm E-Mode pHEMT工艺,基于ADS仿真,设计了一款工作频率为2.0～4.2 GHz的两级级联的宽带LNA芯片。芯片采用电阻偏压的方式,实现了3.3 V单电源供电。同时,设计了一种改进型的RLC并联负反馈结构,实现了宽带匹配。仿真结果表明,该LNA在2.0～4.2 GHz频段内,最大增益为30.9 dB,增益平坦度为±0.6 dB左右,输入回波损耗小于-9 dB,输出回波损耗小于-12 dB;噪声系数为(1.2±0.14) dB;系统稳定性因子K在全频带内大于2.8;芯片面积为0.78 mm×2.2 mm。     

基于GGIW-PMB的衍生扩展目标跟踪

针对标准的扩展目标泊松多伯努利(Poisson multi-Bernoulli, PMB)滤波器难以有效跟踪衍生目标的问题,提出一种改进的PMB跟踪算法.算法采用随机矩阵法对扩展目标外形和尺寸建模,在滤波预测阶段利用多假设模型对衍生事件进行预测,得到多个伽玛高斯逆威沙特(gamma Gaussian inverse Wishart, GGIW)预测假设分量,最后在滤波更新阶段对预测分量更新得到扩展目标的运动状态和扩展形状估计.仿真结果表明,与标准的PMB滤波算法相比,所提算法有效改善衍生扩展目标的跟踪性能.