集成高效率电荷泵的无源电子标签芯片射频前端设计

提出了一种满足ISO/IEC18000-6C标准的无源超高频RFID(射频识别)标签芯片的射频前端结构,该结构包括高效率电荷泵、解调器、调制器、阻抗匹配网络和ESD保护电路。电荷泵通过阈值补偿原理及精确控制补偿电压有效抑制反向漏电流,消除了传统电荷泵中的阈值损失。芯片经TSMC0.18μm CMOS mixed signal工艺流片,实测结果表明,标签最远读距离达7m,写距离为3m,可应用于识别与定位,同时满足HBM2 000V的抗静电指标。     

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。     

适用于无源RFID标签芯片的SPNVM优化设计

稳定的非挥发性存储器(Non-volatile memory,NVM)是射频识别标签系统中的重要组成部分,作为系统的信息承载体,用于存储用户或产品的基本信息。NVM的性能和造价是约束其发展的主要因素,为了改善非挥发性存储器的性能和降低其成本,文中基于传统的非挥发性存储器EEPROM,采用UMC 0.18μm标准CMOS工艺,优化设计了一个存储容量为256位高性能低成本的单栅非挥发性存储器,从工作电压、效率、速度和功耗的角度,对存储单元进行了隔离保护处理,改进了电荷泵的升压模块和稳压模块,采用电压检测型灵敏放大器。电源电压1.8V,编程电流为42μA,读电流为2μA,编程时间为5ms/bit,读速率为2Mb/s。     

用于TFT-LCD液晶显示的可调电荷泵设计

为了满足TFT-LCD液晶显示的驱动要求,设计了一种通过控制饱和区MOS管的导通电阻来调节输出电压的可调电荷泵。与传统的电荷泵相比,该电荷泵通过负反馈系统进行控制,具有输出可调、最少外围器件、低纹波、易于集成等优点。采用此可调电荷泵电路的芯片已在UMC0.6μm-BCD工艺线投片,测试结果表明,该可调电荷泵电路工作良好,独特的稳压方式使得电荷泵输出纹波降至最低,并且电荷泵的电容尺寸小,从而减小了整个系统的PCB面积,可调电荷泵正电压输出范围为10～30V,负电压输出范围为-5～-30V,负载电流为50mA时,输出纹波为27mV,可调电荷泵的整体效率可达80%。     

超高频无源RFID标签的一些关键电路的设计

本文针对超高频无源RFID标签芯片的设计,给出了一些关键电路的设计考虑。文章从UHFRFID标签的基本组成结构入手,先介绍了四种电源恢复电路结构,以及在标准CMOS工艺下制作肖特基二极管来组成倍压电路的解决方案。然后针对电源稳压电路,提出了串联型和并联型两种稳压电路。文章针对ASK包络解调电路,提出了新的泄流源的设计。最后,文章介绍了启动信号产生电路的设计考虑。     

一种低压高效的电荷泵设计北大核心CSCD

针对于传统电荷泵结构存在的阈值压降和受体效应影响的问题,在传统四相时钟电荷泵结构基础上通过增加衬底自举电容及辅助管增大传输管的衬底电压,降低体效应的影响,提升了电荷泵电路的转换效率,降低了电荷泵电路的启动电压.电荷泵电路基于TSMC 0.18μm CMOS工艺进行设计与仿真,仿真结果表明:改进型电荷泵的工作电压可以低至0.8V,转换效率76.25%.     

无源高频RFID系统读写器天线的设计

基于无源电感耦合RFID系统的工作模式,推导出高频段读写器近场小环形天线的磁感应强度和天线端电压的算法,提出一种天线的设计方法,并对其主要参数的选定、工作性能受工作环境的影响等问题进行了分析。工作在不同频段的RFID系统,由于工作条件的差异,其天线的等效模型和设计方法不尽相同。所提出的高频读写器天线的设计方法简便、有效,适于读些距离小于1m的应用环境,可作为工程设计的参考依据。     

超高频无源电子标签芯片的模拟电路设计

电子标签芯片是无线射频识别(RFID)技术的核心,其模拟电路的设计十分关键。基于ISO/IEC18000-6C标准,以设计出符合标准的标签芯片为设计目标,超高频(UHF)无源电子标签芯片模拟电路被提出。它分为电源产生电路、调制解调电路以及上电复位模块等模块。设计结果表明,设计的电路具有很高的整流效率,满足了设计需求。     

用于电荷泵锁相环的无源滤波器的设计

探讨了应用于无线通信领域的锁相环中的环路滤波器的设计方法。采用基于锁相环交流频域特性分析的方法，设计了电荷泵锁相环中的无源低通滤波器。文章讨论了基本无源滤波器的设计方法，着重介绍了三阶无源低通滤波器的设计过程。给出了采用这种方法设计的滤波器和电荷泵锁相环的仿真结果。     

一种新型的基于无源射频身份识别应答器的电源供给方案

提出了一种基于全集成的无源射频身份识别(RFID)应答器芯片的电源供给方案,并在特许半导体的0.35μm嵌入EEPROM的CMOS工艺线上流片成功.提出的AC/DC和DC/DC电荷泵能够为RFID的应答器芯片提供稳定的工作电压,同时具有极低的功耗和很高的充电效率.还给出了电压倍增器的分析模型、与其他电荷泵的升压原理的比较以及仿真结果和芯片测试结果.     

一种改进的高性能全差分电荷泵设计

简要讨论了电荷泵中的非线性问题及常用的一些结构,提出了一种改进的基于负反馈的全差分电荷泵结构。它由充电／放电模块,共模反馈电路以及偏置电路组成。负反馈结构使得输入能有效跟踪输出,实现高的上下电流匹配;而共模反馈通过稳定输出静态工作点来抑制差分输出线上的共模扰动。为了测试电荷泵对锁相环路的影响,基于0．25um2．5VCMOS工艺实现了一个电荷泵原型,并用verilogA对锁相环路的其它模块建模。仿真和计算表明：在0．3V到2．3V的电压范围内,电流静态失配小于0．01％,在100kHz环路带宽下,能获得〈-75dBc的杂散电平,适合应用在高性能的锁相环中。     

Design and Analysis of Analog Front-End of Passive RFID Transponders

提出了与ISO/IEC 18000-3兼容的高频无源射频电子标签模拟前端. 分析了设计中的考虑因素，尤其是射频电子标签的能量传输. 基于这些分析，提出了一种新架构、高能量转换效率、低电压、低功耗、在噪声和能量波动环境下具有高性能的模拟前端. 此电路在Chartered 0.35μm标准CMOS工艺下实现，测试结果表明芯片能很好地满足设计要求.     

无源射频电子标签模拟前端的设计与分析

提出了与ISO/IEC 18000-3兼容的高频无源射频电子标签模拟前端.分析了设计中的考虑因素,尤其是射频电子标签的能量传输.基于这些分析,提出了一种新架构、高能量转换效率、低电压、低功耗、在噪声和能量波动环境下具有高性能的模拟前端.此电路在Chartered 0.35μm标准CMOS工艺下实现,测试结果表明芯片能很好地满足设计要求.     

基于无源标签的远距离射频识别系统

通过RFID阅读器将标签对标签中的信息进行收集,然后将信息传送到操作应用系统中去,从而得知标签内容。虽然有源标签的传输距离要大于无源标签,但是考虑到设计成本及系统的广泛使用,于是文中通过标签依靠阅读器发送过来的载波将存储的信息发送到阅读器,再由内嵌在阅读器中的ZigBee,传送给作为协调器的ZigBee模块后送往应用系统中去,通过无源RFID和ZigBee来建立远距离的模型,达到扩大射频覆盖范围的功能。     

用于分数频率综合器的改进型电荷平均电荷泵

介绍了一种改进型的电荷平均电荷泵以及相应的电路实现.文章在对Yido Koo首先提出的电荷平均电荷泵结构分析的基础上提出了改进型的实现方式.相比于原结构,这种新型电路能够节省1/3的功耗并且消除了原先结构在实际实现中的一些问题.Spec-tre Verilog行为级仿真结果证明该结构能够有效降低杂散能量.本文同时设计了一个针对分数分频比为1/3的小数频率综合器的改进型电荷共享电荷泵,并通过多层次仿真的方式来验证其可行性.从仿真结果可以看出,这种新结构输出电压稳定,从而能够有效消除频率综合器中的分数杂散.     

用于分数频率综合器的改进型电荷平均电荷泵

介绍了一种改进型的电荷平均电荷泵以及相应的电路实现.文章在对Yido Koo首先提出的电荷平均电荷泵结构分析的基础上提出了改进型的实现方式.相比于原结构,这种新型电路能够节省1/3的功耗并且消除了原先结构在实际实现中的一些问题.Spec-tre Verilog行为级仿真结果证明该结构能够有效降低杂散能量.本文同时设计了一个针对分数分频比为1/3的小数频率综合器的改进型电荷共享电荷泵,并通过多层次仿真的方式来验证其可行性.从仿真结果可以看出,这种新结构输出电压稳定,从而能够有效消除频率综合器中的分数杂散.     

适用于射频识别标签的64-kbit嵌入式阻变存储器

设计并实现了一颗适用于射频识别(RFID)标签的低功耗嵌入式64-kbit阻变存储器芯片.提出了新型的带尖峰电流控制功能的高压稳压电路,在提供稳定编程电压的同时降低了芯片电源上的瞬态大电流,改善了存储器电路的可靠性;设计了适用于2T2R(2 Transistors and 2 Resistive cells)单元的敏感...     

锁相环频率合成器中的电荷泵设计

用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了一种电荷泵电路。传统的电荷泵电路中充放电电流有较大的电流失配,文章采用与电源无关的基准电流源电路,运用运算放大器和自偏置高摆幅共源共栅电流镜电路实现了充放电电流的高度匹配。仿真结果表明:电源电压1.8V时,电荷泵电流为0.5mA;在0.3V～1.6V输出电压范围内电流失配小于1μA,功耗为6.8mW。