电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路

为了进一步提高电磁超声相控阵激励源的工作效率,基于半桥拓扑放大结构提出了一种电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路的设计方法.根据金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)的简化模型,分析了MOSFET在开通和关断过程中的开关损耗,从而给出了高频隔离驱动电路所必须满足的条件.通过采用光纤器件隔离脉冲信号和DC-DC隔离电源对参考电位进行转换,有效解决了驱动电路的高频"浮栅"问题,并利用RC微分电路和施密特反相器设计了驱动信号死区时间可调电路.实验结果表明:设计的驱动电路能够输出频率为1.1 MHz、死区时间为0.32μs、驱动电压为18.8 V、占空比为26%的互补驱动信号,并且在驱动MOSFET栅极的实际应用中,有效降低了功率开关管的功率损耗.     

一种低噪声放大器衬底电阻噪声抑制技术

为了降低低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)的噪声系数(Noise Figure, NF),提出了一种LNA衬底电阻噪声抑制方法。根据金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide Semiconductor, MOS)的衬底寄生电阻在源衬电容间产生噪声电流的原理,利用MOS管衬底电阻的小信号模型得出衬底噪声电流在大于一定的衬底电阻阻值时存在反比关系,采用增大衬底电阻阻值方法来降低MOS管衬底电阻噪声,从而减小整体LNA的噪声系数。将此方法应用于共栅级、电阻负反馈共源级与源简并电感型共源级等3种LNA中,采用台积电0.18μm互补金属氧化物半导体工艺设计,仿真结果表明,应用降噪技术后,共栅级、源简并电感型共源级和电阻负反馈型共源级LNA的NF最高降幅分别为0.99 dB、1 dB与1.18 dB。所提方法能够有效降低LNA的NF,并且提高3种LNA的线性度。     

宽带D类超声功率放大器的设计与实现

为了解决大阵列相控的功率、效率及散热问题,促进相控声场的非接触物体操控及其在医学超声中的实际应用,设计了一种PWM型D类超声宽带功率放大器. 对阻性和抗性负载的输出波形开展谐波失真、负载电压和输出功率的测量结果表明:该电路可对20～400 kHz的中低频超声输入信号进行功率放大,其最大输出功率可达46 W,效率超过78%. 该电路具有输出内阻小、阻抗匹配简单、相位保持度高、功率损耗低和发热小的优点,可为超声技术在生物医学中的应用提供电路基础,实现大规模相控阵列的精确驱动,具有良好的推广价值.     

电磁超声用大功率高频激励源研制

为了提高电磁超声换能器的换能效率,采用大功率高频激励源是一种有效的解决方法.针对提出的一种DE类射频功率变换器技术,建立了DE类射频功率放大器拓扑结构及其电路参数的设计方法.通过对DE类功率放大器电路仿真分析,利用TMS320F2812型数字信号处理器( digital-signal-processing,DSP)作为主控芯片,结合外围温度传感器、电流传感器、电压传感器实现了大功率高频激励源的驱动控制.通过选取UCC27531作为金属氧化物半导体盗效应管( metal-oxide-semicondutor-field-effect-transistor,MOSFET)驱动芯片,并以IRFP460作为开关器件构建变换器主电路,实现了功率MOSFET的高速驱动.实验结果表明：基于DE类谐振变换器设计的激励源,工作状态稳定,性能指标达到最大输出功率1.1 kW、负载电压峰峰值约270 V、负载电流峰峰值约26 A、最高输出频率1 MHz,能够满足电磁超声换能器的工作要求.     

电磁超声相控阵大功率高频激励源设计开发

为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频"浮栅"驱动问题.研究了DE类功率放大器开关管和放大电路的工作特性,并基于Pspice软件建立了DE类功率放大器仿真模型,实现了对放大电路元件参数的优化和性能指标的验证.实验结果表明:设计开发的激励源能够实现1 ns延时精度的脉冲序列,当工作频率为1.1 MHz以及工作电压为300 V时,电磁超声阵元输出的交变电流峰峰值为20 A,输出功率为1.5 kW,从而满足电磁超声相控阵检测技术的要求.     

基于单片机的D类射频功率放大器研究

为了进一步提高高频功率放大器的输出功率和效率,提出了借助单片机及CPLD分频产生射频载波信号,并用双电源D类高频功率放大器作为功放的方法.从D类放大器的基本原理出发,对系统的工作原理进行了分析,并对系统进行仿真实验.实验表明,该方法提高了信号的传输效率,降低了信号失真并且避免了信号的相互干扰.对D类功放进行的改进,可以极大地提高高频功率放大器的输出功率和效率,同时高频载波信号分频的问题也得到了很好的解决.     

碳化硅基MOSFETs器件研究进展

基于近20年的研发,宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFETs)的制备工艺逐步成熟,性能不断提高,已有SiC MOSFETs产品进入市场,故综述双注入MOSFETs(DMOSFETs)和沟槽MOSFETs(UMOSFETs)两种结构的SiC MOSFETs的研究进展和发展趋势,并介绍SiC MOSFETs器件制备的关键工艺和目前推出SiC MOSFET产品的公司及其产品性能。     

提高A/B类功率放大器主要性能的设计方法研究

本文介绍了用于驱动水声发射换能器的A/B类功率放大器的基本构成和工作原理,给出了降低输出低电平噪声、稳定静态工作点、提高线性动态范围的方法,为开展相关研制的工程技术人员提供了参考。     

超声相控阵检测技术的发展及应用

为了进一步提高电磁超声相控阵激励源的工作效率,基于半桥拓扑放大结构提出了一种电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路的设计方法. 根据金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)的简化模型,分析了MOSFET在开通和关断过程中的开关损耗,从而给出了高频隔离驱动电路所必须满足的条件. 通过采用光纤器件隔离脉冲信号和DC-DC隔离电源对参考电位进行转换,有效解决了驱动电路的高频“浮栅”问题,并利用\t\t\t\t\tRC微分电路和施密特反相器设计了驱动信号死区时间可调电路. 实验结果表明:设计的驱动电路能够输出频率为1.1MHz、死区时间为0.32μs、驱动电压为18.8V、占空比为26%的互补驱动信号,并且在驱动MOSFET栅极的实际应用中,有效降低了功率开关管的功率损耗.\t\t\t\t

     

超声相控阵检测技术的发展及应用

为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列（field-programmable gate array,FPGA）数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频\     

基于EWB的音频功率放大电路设计

结合工程实际,设计了一种较实用的音频功率放大电路.该电路由音频信号发生模块、音频功率放大电路、直流电源电路组成.为了提高系统的可靠性、稳定性,利用EWB软件对电路进行了仿真,并进行系统的安装和调试.结果表明,该电路的设计方案是可行的、正确的,具有广泛的应用价值。     

60GHz单级功率放大器的设计

该文探讨了60 GHz 功率放大器的设计方法,设计并测试了基于0．07μm GaAs 工艺的60 GHz毫米波单片功率放大器,该放大器采用共源结构,单级放大,工作电压为1．2 V,工作电流为27 mA,在62．2 GHz 时有最大小信号增益4．9 dB,60 GHz 时仿真的输出1 dB 压缩点功率为12 dBm。     

Ultra-Low Power 1 Volt Small Size 2.4 GHz CMOS RF Transceiver Design for Wireless Sensor Node

Ultra-low power transceiver design is proposed for wireless sensor node used in the wireless sensor network (WSN). Typically, each sensor node contains a transceiver so it is required that both hardware and software designs of WSN node must take care of energy consumption during all modes of operation including active/sleep modes so that the operational life of each node can be increased in order to increase the lifetime of network. The current declared size of the wireless sensor node is of millimeter order, excluding the power source and crystal oscillator. We have proposed a new 2.4 GHz transceiver that has five blocks namely XO, PLL, PA, LNA and IF. The proposed transceiver incorporates less number of low-drop outs (LDOs) regulators. The size of the transceiver is reduced by decreasing the area of beneficiary components up to 0.41 mm² of core area in such a way that some functions are optimally distributed among other components. The proposed design is smaller in size and consumes less power, <1 mW, compared to other transceivers. The operating voltage has also been reduced to 1 V. This transceiver is most efficient and will be fruitful for the wireless networks as it has been designed by considering modern requirements.     

永磁偏置磁悬浮轴承功率放大器的设计与实现

针对永磁悬浮偏置混合式磁悬浮轴承所采用的功率放大器需要其输出电流能双向流动的问题,提出了一种功率放大器电路结构,其主电路仍采用普通桥式电路,但其控制信号是通过控制器输出的PWM信号和换向信号经逻辑变换而来的,从而可大大节省控制器资源,降低设备成本,且性能稳定,适用于混合磁悬浮轴承,同时还具有较好的通用性.     

实用低频功率放大器的设计

介绍制作具有小信号放大能力的低频功率放大器的基本原理、内容、技术路线．整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器、波形变换电路共4个部分构成，电路结构简单，所选器件价格便宜，并给出了测试结果．实验结果表明该功率放大器在带宽、失真度、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性，为功率放大器的设计提供了广阔的思路．     

碳化硅MOSFET电路模型及其应用

建立了新颖的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管等效电路模型．在常规碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管等效电路模型的基础上,引入了栅极氧化层泄漏电流模型和PN结的泄漏电流模型,并用能够反映碳化硅／氧化层界面特性的迁移率模型替换常规碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管电路模型中的常数迁移率．有关文献的实验数据验证了所建立的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管电路模型的准确性．与常规碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管电路模型相比,文中的电路模型能较为准确地模拟出碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管的氧化层泄漏电流和短路失效现象．另外,该模型还可以用于讨论碳化硅／氧化层界面陷阱对工作在短路状态下的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管特性的影响．     

电机驱动IC芯片中功率输出管的版图设计

电机是车辆系统智能化的重要组成部分.由于电机感性负载的特性,在开、关和换向工作瞬间会产生能量极高的脉冲.因此在它的驱动芯片版图设计中,传统的大功率输出管的设计并不能解决电机固有特性所带来的瞬间高压和大电流所造成的影响.通过分析传统大功率管版图设计的特点,结合分析双极型工艺条件下晶体管寄生参量产生的原因,设计了一个适用于汽车环境下工作的驱动电机功率驱动芯片中大功率输出管的版图.