HEMT DCFL倒相器的模拟分析

本文对HEMT DCFL倒相器直流传输特性及瞬态特性进行了模拟分析.在HEMT单管特性分析中,利用了K.Park的I-V特性分析模型,通过对E/D倒相器的驱动管与负载管工作区域的划分,讨论了电压传输过程中三个不同的工作区;模拟瞬态特性时,分别考虑了电流充放电过程中驱动管和负载管的不同工作状态,较为正确地算出了延迟时间;模拟结果与实验及理论分析吻合.     

1μm栅HEMT DCFL门电路及环形振荡器的设计与实验研究

利用作者提出的HEMT DCFL倒相器直流传输特性及瞬态特性计算机分析的模型,设计并制成了HEMT DCFL门电路及环形振荡器.在电路设计中,重点讨论了E/D NEMT倒相器的电路性能与器件的主要参数(栅长、栅宽、阈压)间的理论关系.工艺研究中,建立了挖栅时沟道饱和电流Is′与阈压值V_(t~h)间关系的理论曲线,并改进了传统化学湿法刻蚀工艺的阈压均匀性及E,D器件电流匹配的控制精度.实验制作了栅长为1μm的增强型和耗尽型HEMT.在1×1mm范围内,阈压偏差小于50mV,E/D倒相器的传输特性为:V_(OH)≈V_(DD),V_(OL)<0.1V,高、低电平转换范围仅0.1V,噪容达0.3V左右.研制的9级、17级环形振荡器,在V_(DD)为0.5V到3.5V范围内都观察到正弦波振荡波形.     

HEMT门特性分析及1μm栅单片HEMT IC的研制

<正> HEMT器件利用2DEG高迁移率的特点,在高速电路研制中具有很大潜力。尤其是采用E/D HEMT的DCFL逻辑电路,元件数少,工艺简单,可集中体现其高速、低功耗的特点。 进行了HEMT门特性的理论分析与计算机模拟,建立了使用E/DHEMT的DCFL门电路分析模型,并获得了与实验数据一致的分析结果。其直流传输特性曲线如图1所示。同时,开展了HEMT E/D倒相器、或非门(使用单栅HEMT)、与非门(使用双栅HEMT)及环形振荡器(包括9级、17级与19级)的实验研制,均取得较好结果。     

E/D型HEMT DCFL倒相器

<正> 电子工业部第十三研究所于87年5月在国内首次研制成功HEMT数字IC的基本单元电路——E/D型HEMT DCFL倒相器。该电路具有器件数少、逻辑设计简单、速度快、功耗小等特点,因而特别适合于超高速、低功耗LSI/VLSI。采用中科院半导体提提供的MBE材料,其结构是在SI GaAs衬底上,依次生长     

高温CMOS数字集成电路直流传输特性的分析

分析了高温CMOS倒相器和门电路的直流传输特性,建立了相应的解析模型。根据分析,高温MOSFET阈值电压和载流子迁移率的降低,以及MOSFET漏端pn结泄漏电流的增加引起了CMOS倒相器和门电路直流传输特性劣化。在MOSFET漏端pn结泄漏电流的影响下,高温CMOS倒相器和门电路的输出高电平下降,低电平上升,导致了电路的功能失效。给出的理论模型和实验结果一致。     

2.5—10Gb/s光发射机驱动电路HEMT IC中器件模型参数

对高速调制器驱动电路 HEMT IC中器件参数进行了研究 ,着重讨论了 HEMT器件直流参数、交流参数对外调制驱动电路特性的影响 ,给出了满足电路性能要求的器件参数范围 ;对 2 .5— 10 Gb/ s PHEMT IC光驱动电路进行了计算机仿真 ,眼图模拟结果表明满足 2 .5— 10 Gb/ s高速光纤通信系统需要     

一种新的AlGaN/GaN HEMT半经验直流特性模型

在EEHEMT1模型的基础上给出一种新的A1GaN/GaN HEMT半经验直流特性模型,考虑了栅源电压对膝点电压的影响,得到描述AlGaN/GaN HEMT器件I-Ⅴ特性的方程.此模型可以应用于蓝宝石和SiC两种不同衬底AlGaN/GaN HEMT器件的I-Ⅴ特性模拟.仿真结果和实验测量结果拟合误差小于3%.     

一种新的AlGaN/GaN HEMT半经验直流特性模型

在EEHEMT1模型的基础上给出一种新的A1GaN/GaN HEMT半经验直流特性模型,考虑了栅源电压对膝点电压的影响,得到描述AlGaN/GaN HEMT器件I-Ⅴ特性的方程.此模型可以应用于蓝宝石和SiC两种不同衬底AlGaN/GaN HEMT器件的I-Ⅴ特性模拟.仿真结果和实验测量结果拟合误差小于3%.     

GaAs IC逻辑单元与或非DCFL特性计算机示波器方式模拟及电路设计

从精确的包含源、漏电阻的器件 Shockley模型出发用计算机示波器方式模拟了 CaAs IC逻辑单元三输入端DCFL电路.模拟结果给出了三输入端DCFL的设计参数及三输入端信号相位对于DCFL逻辑输出特性的影响.模拟结果对于电路设计很有价值.     

GaAs IC 逻辑单元与或非 DCFL特性计算机示波器方式模拟及电路设计*

从精确的包含源、漏电阻的器件 Shockley模型出发用计算机示波器方式模拟了 CaAs IC逻辑单元三输入端DCFL电路.模拟结果给出了三输入端DCFL的设计参数及三输入端信号相位对于DCFL逻辑输出特性的影响.模拟结果对于电路设计很有价值.     

高k栅介质SOILDMOS管阈特性分析与建模

通过分析高k栅介质SOI LDMOS管沟道与埋氧层的关系,建立了SOI LDMOS管的阈特性模型。研究了器件主要结构参数对阈特性及小尺寸效应的影响,分析了阈值电压与高k栅介质的介电常数和应变Si层的掺杂浓度的关系。通过软件ISE TCAD进行模拟仿真。结果表明,在不同的tSi和NA条件下,阈值电压的模型计算与数值模拟值吻合率为94.8%,最大差值为0.012 V,不同沟道长度SOI LDMOS的阈值电压漂移率为3.52%,最大漂移电压为0.008 V,模型计算值与数值模拟结果基本吻合。     

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管大信号I-V特性模型

对非线性电流源Ids(Vgs,Vds)的准确描述是Al GaN/GaN HEMT大信号模型的最重要部分之一.Materka模型考虑了夹断电压与Vds的关系,其模型参数只有三个,但是Ids与Vgs的平方关系不符合实际,计算结果与测量数据有误差.我们在考虑了栅电压与漏电流的关系及不同栅压区漏电流随漏电压斜率改变的基础上,提出了改进的高电子迁移率晶体管(HEMT)的直流特性模型.采用这个模型,计算了Al GaN/GaN HEMT器件的大信号I-V特性,并与实际测量数据进行了比较.实验结果表明改进的模型更精确,Ids与Vgs的呈2.5次方的指数关系.     

CMOS源极跟随缓冲电路

提出用 CMOS源极跟随缓冲电路以较少的电路段数快速驱动大电容负载 .HSPICE模拟结果表明 ,在负载电容为基本栅电容的 10 0倍及 6 0 0 0倍时 ,CMOS源极跟随缓冲电路具有高于多段倒相器缓冲电路的负载驱动能力 ,且占有面积小 .从而较好地解决了高速驱动芯片内各种数据传输及外部负载的问题 .该电路结构简单 ,易于实现 ,且制作工艺与标准 CMOS工艺完全兼容 .     

CMOS源极跟随缓冲电路

提出用CMOS源极跟随缓冲电路以较少的电路段数快速驱动大电容负载．HSPICE模拟结果表明,在负载电容为基本栅电容的100倍及6000倍时,CMOS源极跟随缓冲电路具有高于多段倒相器缓冲电路的负载驱动能力,且占有面积小．从而较好地解决了高速驱动芯片内各种数据传输及外部负载的问题．该电路结构简单,易于实现,且制作工艺与标准CMOS工艺完全兼容．     

BiCMOS例相器延迟特性的计算与分析

本文对ＢｉＣＭＯＳ倒相器延迟特性进行了系统研究，在分析比较ＭＯＳ与双极器件及其组成电路不同状态下的工作特点基础上，得到ＢｉＣＭＯＳ倒相电路在小注入、大注入和集电极寄生电阻等不同限制条件下的延迟时间的解析关系式，结果表明该模型具有近似于ＳＰＩＣＥ数值模拟精度，为各类高性能ＢｉＣＭＯＳ电路的优化设计与分析提供了理论依据．     

BiCMOS倒相器延迟特性的计算与分析

本对ＢｉＣＭＯＳ倒相器延迟特性进行了系统研究，在分析比较ＭＯＳ与双极器件及其组成电路不同状态下的工作特点基础上，得到ＢｉＣＭＯＳ倒相电路在小注入，大注入和集电极寄生电阻等不同限制条件下的延迟时间的解析关系式，结果表明该模型具有近似于ＳＰＩＣＥ数值模拟精度，为各类高性能ＢｉＣＭＯＳ电路的优化设计与分析提供了理论依据。     

HEMT集成电压比较器

本文从HEMT器件的基本结构、工作机理入手,对HEMT器件的设计进行了探讨。根据实际HEMT器件I-V特性曲线,建立了实际工艺条件下HEMT器件I-V特性计算模型。利用该模型对CML集成电压比较器进行模拟分析,确定了元件各种电参数及结构参数。采用离子注入技术进行器件的隔离,分别用HEMT和PHEMT材料,研制出了增强型、低功耗集成电压比较器,在1GSPS取样速率时,电压分辨率为30mV,功耗为27mW。     

MOS集成电路倒相器的特性分析

对金属-氧化物-半导体集成电路倒相器的直流电压传输特性和过渡特性进行了计算。为便于设计应用,结果用图表示出。讨论了传输门的过渡特性和倒相器的速度功耗乘积。     

三值双传输管电路的通用综合方法

提出采用双传管逻辑设计三值电路的方法,对每个MOS管的逻辑功能均采用传输运算予以表示以实现有效综合.建立了三值双传输管电路的反演法则和对偶法则.新提出的三值双传输管逻辑电路具有完全基于标准CMOS工艺,无需对MOS管作任何阈值调整,结构简单、规则,输入信号负载对称性好,逻辑摆幅完整以及无直流功耗等特点.采用TSMC 0.25μm工艺参数和最高电压为3V的HSPICE模拟结果验证了所提出综合方法的正确性.     

三值双传输管电路的通用综合方法

提出采用双传管逻辑设计三值电路的方法,对每个MOS管的逻辑功能均采用传输运算予以表示以实现有效综合.建立了三值双传输管电路的反演法则和对偶法则.新提出的三值双传输管逻辑电路具有完全基于标准CMOS工艺,无需对MOS管作任何阈值调整,结构简单、规则,输入信号负载对称性好,逻辑摆幅完整以及无直流功耗等特点.采用TSMC 0.25μm工艺参数和最高电压为3V的HSPICE模拟结果验证了所提出综合方法的正确性.