Multisim在超导器件研究中的应用

 为了对约瑟夫森结及其相关电路进行仿真研究,首次在Multisim中建立了约瑟夫森结的模型.利用Multisim对直流约瑟夫森效应,交流约瑟夫森效应进行了仿真验证.随后利用在Multisim中建立的模型对电阻电容电感并联约瑟夫森结(Resistively-Capacitively-Inductively Shunted Junction,RCLSJ)模型中的混沌行为,微波感应台阶,热噪声对台阶的影响以及RSFQ (Rapid Single Flux Quantum)电路进行了仿真研究.仿真结果证明了在Multisim中建立的模型对超导器件进行仿真研究是合理可行的,这对超导器件的分析和设计具有重要意义.     

含约瑟夫森结电路的特性分析和研究

提出了超导约瑟夫森结模型(并联电阻—电容结模型)，给出了约瑟夫森效应的一些重要结果。在分析约瑟夫森结电路方程时，研究了其中出现的混沌特性和子台阶现象。计算获得的结果对混沌数字通信和超导电子学的应用将起到重要作用。     

约瑟夫森阵列振荡器的相位锁定分析

系统地研究了超导亚毫米波阵列振荡器的相位锁定问题。为使超导振荡器达到高工作频率、窄线宽和高稳定的性能，约瑟夫森结与结之间的相位必须相互锁定。相位锁定可以通过结与结之间的耦合电路得以实现。通过对振荡器的各种耦合电路的比较表明，蝴蝶领结天线结构是一个比较适合约瑟夫森振荡器相位锁定的耦合电路。本文提出了一种超导亚毫米波阵列振荡器模型并对其进行了模拟计算与分析，仿真得出了振荡器各项参数值，并给出了相位锁定的条件。     

约瑟夫森混合器等效电路参数对三波混频强度的影响研究

约瑟夫森混合器是一种能够生成纠缠量子微波信号的电路。建立了约瑟夫森混合器的等效电路模型,对三波混频哈密顿量进行量子化,研究了约瑟夫森结的临界电流、分路线性电感、谐振器传输线等效电感以及外加穿过环路磁通对三波混频强度的影响。仿真结果表明,约瑟夫森结的临界电流决定了选择的线性电感最大值,而对三波混频强度影响不大;线性电感的大小决定了外加穿过环路磁通的最优值以及三波混频强度的最大值;谐振器传输线等效电感在允许范围内越小越好。研究对于有效选择电路元器件参数,提高纠缠量子微波生成能力有重要价值。     

基于FDTD的约瑟夫森结与超导传输线协同分析方法

为实现高性能处理器,超导RSFQ（快速单磁通量子）电路被提出.该电路主要由超导约瑟夫森结和超导无源传输线组成,对其建模分析是超导RSFQ电路设计的基础.本文提出了基于FDTD（时域有限差分）的约瑟夫森结与超导传输线的协同分析方法.该方法采用FDTD数值方法求解超导传输线的电报方程.在超导传输线与约瑟夫森结交界处的非线性边界条件上,采用了Newton-Raphson迭代算法.数值结果表明,本文提出的约瑟夫森结和超导传输线的协同分析方法与WRspice仿真软件相比具有相同精度,且运算效率显著提高.     

基于PSpice的机载10S延时电路仿真教学研究

本文利用Cadence软件建立了机载10S延时电路的PSpice仿真模型,对其进行了时域分析、各节点静态分析和电容充电特性、比较器特性的仿真.形象化的教学,可以直观分析10S延时电路中元件参数的变化对延时时间的影响,为实际电路准确测量延时时间提供可靠依据.     

超导亚毫米波阵列振荡器的扰动模拟

本文系统地研究了超导亚毫米波阵列振荡器。首先介绍了约瑟夫森结阵列振荡器的基本原理 ,然后根据原理引出超导亚毫米波阵列振荡器的模型 ,最后 ,根据约瑟夫森原理 ,对超导亚毫米波阵列振荡器的模型进行了模拟和分析 ,仿真得出了振荡器各项参数值 ,并给出了相位锁定的条件     

基本放大电路工作波形的Multisim仿真

本文基于探索基本放大电路工作特性的目的,运用Multisim10软件对基本放大电路进行了虚拟仿真实验,给出了Multisim仿真实验方案,利用虚拟双踪示波器具有测试电路中任意两点电压波形的功能,仿真了电路输入电压、发射结电压、基极电流、集电极电流、集电极发射极电压及输出电压等有关电量的波形,虚拟仿真实验结果与理论分析结果相一致.结论是仿真实验可直观形象地描述电路的工作特性,有利于系统地研究电路的构成及电路的工作过程.     

基于分数阶忆容器的有源滤波器设计

在分析研究整数阶忆容器模型和分数阶忆容器模型的基础上,提出了一种具有两个分数阶阶次的忆容器模型,并对其相关特性进行了分析。将此模型应用于有源低通滤波电路中,仿真分析了含有分数阶忆容器的有源低通滤波电路的时域和频域特性。实验结果表明,与整数阶忆容器模型相比,提出的分数阶忆容器模型可以通过改变分数阶阶次来调整低通滤波电路的截止频率,进而改变低通滤波电路的滤波效果。     

小尺寸栅极HEMT器件结温测量

用现有的红外法测量的GaN基HEMT器件结温,比实际最高温度点的温度低.而用喇曼法测量结温对设备要求高且不易于操作.针对现有技术对GaN基HEMT器件结温的测量存在一定困难的问题,设计了一款HEMT器件匹配电路.利用红外热像仪测量HEMT器件的结温升高,并结合物理数值模拟仿真,提出一种小尺寸栅极结温升高测量方法.结果表明,建立正确的仿真模型,可以得到不同栅极长度范围内的温度.通过这种方法可以测量出更接近实际的结温,为之后研究加载功率与壳温对AlGaN/GaN HEMT器件热阻的影响奠定了理论基础,并且为实际工作中热特性研究提供了参考依据.