基于二维半导体的模拟电路最新进展

摩尔定律驱动的器件持续微缩已经开始给硅基晶体管的模拟性能带来潜在问题,其中本征增益作为最重要的模拟指标会随着技术节点的缩小而降低.二维半导体因其平坦的界面、原子级厚度的几何结构,允许极好的栅静电控制,并且不受短通道效应的影响而引起了广泛的关注.这些优异的特性使二维半导体在提高模拟电路性能中表现出巨大的潜力.本文中,我们...     

振动对音频信号造成的失真及解决措施

在晶体管音频放大器的发展过程中,人们为了追求高保真的音响重放效果,电路从单边发展为推挽电路,又进一步发展为全对称互补推挽电路,由于瞬态互调失真概念的提出,故采取了在提高放大器开环指标的同时加入适量大环路负反馈的措施,以改善晶体管放大器的综合指标,因此晶体管放大电路发展到目前已较为成熟。在提高元器件的品质上也下了不少功夫,首先看有源器件,它们从锗管到硅管再到现在的音响专用晶体管,其稳定性和信噪比的提高、线性范围和工作频率的展宽都取得了不少进步;再说无源器件,电阻从碳膜发展到金属膜,其精度从１００／…     

半导体异质结构材料及其应用

本文概述和评论了异质结构材料的优异性能及其在微电子器件和电路；光电子器件和电路领域的应用，特别强调它们在调制掺杂场效应晶体管，异质结双极晶体管和半导体激光器方面的应用。     

集成运算放大器的误差分析

集成运算放大器是在放大电路中主要使用的电子元件,随着技术的不断优化,集成运算放大器较高的可靠性与使用简便渐渐成为了放大电路重要电子元件的不二选择。集成运算放大器性能不佳的时候,会引起运算的误差,这些误差直接影响了集成运算放大器的工作性能,不利于放大电路的工作计算。     

超薄金属性MoO2纳米片可控合成及其范德华接触应用研究(英文)

在二维半导体与金属材料间引入范德华接触构建器件被认为是解决二维材料电接触问题的有效途径之一.然而,迄今为止,研究主要集中在半导体材料合成与改性上,而对金属材料的制备和性能的研究较少.在这项工作中,我们报道了利用化学气相沉积法可控合成厚度从3.5到106 nm的层状MoO₂金属二维纳米片.利用X射线衍射、扫描隧道显微镜和透射电子显微镜对制备的MoO₂纳米片进行了系统表征,结果表明,制备的MoO₂为单斜晶型、晶质质量高、稳定性好.电学表征表明, MoO₂具有优良的导电性能,其导电率超过10⁶S m^-1,可与石墨烯和某些金属相媲美.此外,我们还通过引入MoO₂薄片作为范德华接触材料,探索了其在MoS₂场效应晶体管中的接触应用.所获得的MoS₂场效应晶体管表现出低肖特基势垒(3 6 m e V)和高载流子迁移率(210 cm²V^-1s^-1     

毫米波单片集成低噪声放大器电路

基于0.25μm PHEMT(赝配高电子迁移率场效应晶体管)工艺,给出了一款毫米波MMIC(单片集成电路)低噪声放大器.放大器设计中采用了三级级联增加栅宽的电路结构,通过前级源极反馈电感的恰当选取获得了较好的输入驻波比和较低的噪声;采用直流偏置上加电阻电容网络,用来消除低频增益和振荡;三级电路通过电阻共用一组正负电源,使用方便,且电路性能较好:输入输出驻波比小于2.0,增益大于15dB,噪声系数小于3.0dB.1dB压缩点输出功率大于15dBm,芯片尺寸为1mm×2mm×0.1mm.这是国内报导的面积最小、性能最好的毫米波低噪声放大器.     

电子材料

正瑞士开发出超高能效二维隧穿晶体管瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)纳米电子器件实验室设计并论证了一种基于二维半导体材料的新型器件,其效能几乎与人脑相当。智能手机、笔记本电脑和智能手表所消耗的能量中约有50%为重要功能运行提供动力。全球范围内数十亿类似设备运行,能源被大量浪费。为此,瑞士洛桑联邦理工学院启动了一系列     

用于生物医学检测的二维晶体管传感器（英文）

精确、快速的生物医学检测对于更好的健康监测和及时的治疗具有十分重要的作用.因二维(2D)半导体材料具有高灵敏度、高比表面积以及一步电学信号读取等优势,通过将特定探针构筑在其表面,2D晶体管生物传感器具有巨大的优势.尽管研究者们构建出了各类2D晶体管传感器,但它们在单器件级别的性能和功能受到传感界面和晶体管结构设计的限制,且其商业化仍具有挑战.这里,我们概述了晶体管传感器面临的主要挑战,并探讨了应对这些挑战的晶体管传感器设计与开发思路.最后,强调了该类2D晶体管传感系统走向商业化需做出的改进.与其他电学传感器相关技术的发展历程类似,文中所阐述的观点也对生物电子学其他领域的发展具有一定的启示作用.     

石墨烯场效应管及其在太赫兹技术中的应用

石墨烯是单原子厚度的二维碳同素异形体材料,因其出色的电学、热学、光学及力学特性而被广泛应用于生物检测、医学、新能源、微电子、射频电路等领域。正是凭借着石墨烯独一无二的材料特性,石墨烯基场效应管(GFETs)比传统的硅基晶体管具有更高的迁移率、微缩空间及特征频率。此外,石墨烯零带隙的对称圆锥形能带结构,以及在受外部激发下形成的负电导率特性(太赫兹频段),使得GFETs能广泛应用于太赫兹功能器件中,也为实现太赫兹技术商业化提供了一种兼容当前半导体产业技术的低成本选择。针对硅基晶体管发展面临的尺度瓶颈,本文综述了GFETs器件的基本结构、射频/太赫兹领域的主要特性以及制备工艺,并举例说明了其在太赫兹技术领域的最新应用。     

可调数显直流稳压电源

随着时代的发展,数字电子技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,本文将介绍一种可调数显直流稳压电源,本电源由模拟电源电路（降压、整流、滤波、稳压电路）、数模转换电路、控制电路、数显电路四部分组成。准确说就是模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压：显示电路用于显示电源输出电压的大小。同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。     

新型8管一位全加器电路设计

通过对已有全加器电路的研究与分析,提出了仅需8个晶体管的新型全加器单元.新电路包括2个3管同或门模块和1个选择器模块.在台积电(TSMC)0.18μm互补氧化物半导体(CMOS)工艺器件参数下经电路模拟程序(HSPICE)进行性能测试,与现有典型的全加器相比,新电路在晶体管数目、功耗和功耗延迟积有较大的优势.     

雪崩晶体管在半导体激光器电源中的应用

介绍一种可用于半导体激光器的纳秒脉冲驱动电路。利用晶体管的雪崩效应,通过两级雪崩晶体管阵列,得到8ns,5A的大电流窄脉冲。大电流窄脉宽驱动电源是半导体激光器获得高峰值功率输出的重要保证。     

有机场效应晶体管：新型有机半导体分子材料的设计、合成与器件的性能研究

场效应晶体管是通过调节栅极电压来控制源漏极之间电流大小的一种有源器件。以有机半导体材料制备的有机场效应晶体管具有许多特点,如制备工艺简单、成本低和柔韧性好,可被用作智能卡、电子商标、电子纸、存储器、传感器和有源矩阵显示器。本报告将介绍有机π-共轭分子的设计、合成,以它们为半导体材料,有机场效应晶体管的制备及电性能的研究。设计、合成了并五噻吩,进行了结构表征和薄膜性能研究,并以它为半导体材料制备了场效应晶体管。结果表明并五噻吩Eg为3.29eV,而相应的并五苯的Eg仅为1.85eV。热分解温度272℃。场效应迁移率0.045cm~2/Vs,开关比10~3。预示着并五噻吩将是新一类有机半导体材料。我们把微电子学中的掺杂技术扩展到纳米电子学中,首先制备了氮掺杂的多壁碳纳米管,然后利用聚集离子束技术制备了基于单根碳纳米管的场效应晶体管。氮掺杂的碳纳米管显示n-半导体特性,电子迁移率高达895cm~2/Vs。从低成本的铜和银的下电极结构出发,结合对二氧化硅衬底的表面修饰,通过简单的一步溶液法在电极上生成有机电荷转移复合物,从而提高了铜和银电极的表面功函数,改进了电极和有机半导体之间的接触,降低了接触电阻,改善了载流子的...     

雪崩晶体管在半导体激光器电源中的应用

介绍一种可用于半导体激光器的纳秒脉冲驱动电路。利用晶体管的雪崩效应,通过两级雪崩晶体管阵列,得到8ns,5A的大电流窄脉冲。大电流窄脉宽驱动电源是半导体激光器获得高峰值功率输出的重要保证。     

一种新型大功率晶体管驱动电路的研究

本文介绍一种新型的大功率晶体管的驱动电路．这种电路能够满足晶体管高速开关的要求，且具有良好的保护性能．电路结构紧凑、成本低，可广泛应用于由大功率晶体管（GTR）作为开关元件的电力电子装置中．     

基于Multisim的Genesio混沌电路仿真实验

通过集成运算放大器可以设计各种运算电路,集成运算放大器工作于线性工作区。在运算电路中,输入电压为自变量,输出电压为函数。根据Genesio混沌系统的微分方程,采用积分电路、比例电路、加法电路和乘法电路等,进行混沌电路的设计。采用Multisim软件对Genesio混沌电路进行仿真,采用示波器显示混沌系统的二维相图。通过Genesio混沌电路的设计和仿真,有助于学生对运算电路的深入理解和灵活应用。     

二维磁性材料与自旋系统研究进展

自旋系统是一类基于电子自旋工作的器件,具有高速、低功耗等优点,其中磁存储器被认为是下一代存储器的领跑者之一。二维材料有着天然的界面性能优势,接近微缩极限的尺寸特点,以及二维结构带来的物理特性,在自旋系统中有望得到广泛运用。本文概述了二维材料在自旋领域的最新研究进展,介绍了一些常见的二维磁性材料,讨论了基于二维材料的二维自旋器件,以及回顾了基于二维材料的磁性调控,最后总结了这一领域仍然面临的挑战,并对未来发展进行了展望。     

数字真空计控制电路结构的分析研究

介绍了我国真空计经历了从电子管式、晶体管式到集成电路式的发展道路，其电路技术经历了模拟电路、数字电路以及到如今的微机化电路的发展过程。并且对我国数字真空计控制电路的结构形式、特点进行了分析研究。     

高速光纤通信用定时恢复判决电路

对光纤通信用定时恢复判决电路进行了研究,设计了由1μm耗尽型GaAs金属－半导体势垒场效应晶体管（MESFET）器件构成的判决电路和时钟提取电路。判决电路的基本单元为源耦合场效应晶体管逻辑（SCFL）电路,时钟提取电路由预处理器和锁相环构成。模拟分析表明,时钟提取电路可从输入信号中提取判决电路所需的时钟脉冲,频率达2．5GHz,判决电路可对输入信号进行正确的“0”、“1”判决,并经时钟抽样后,输出正确的数字信号,传输速率达2．5Gbit/s。实测电路可正确判决,时钟抽样后,输出正确的数字信号,传输速率达2．5Gbit/s。     

通用示波器计量规程规范述评

综述了现行有效的通用示波器检定规程和校准规范,涵盖模拟示波器和数字示波器,对各自的计量校准和检定项目设置、技术思想以及计量技术特点进行了全面而系统的分析。模拟示波器的计量检定,一直是以屏幕波形的特征值直接读取法来获得其性能指标特性,覆盖输入探头、通道放大器、扫描电路、高压电子枪、阴极射线管显示等各个部分共同作用的结果,其波形稍纵即逝,很难使用屏幕直接读取法以外的方式获得全面有效的计量结果;数字示波器基于A/D采样技术制造,影响其测量性能的部分主要包括输入通道放大器、采样电路、A/D转换器等,与显示部分的性能没有特别关系,测量结果可以永久保存的为采样波形序列,因而既可以通过直接屏幕读取法计量校准,也可以使用电子计算机,以数字信号处理方式获得性能结果。分别从技术指标的全面性与准确度、校准方法与技术手段的难易程度、自动校准手段的适宜与否、所用标准仪器的多寡等几个方面,讨论了两类示波器检定规程及校准规范各自的优点与不足,为上述各个规程规范的使用、修订、完善及后续计量技术研究提供了参考和借鉴。