基于谱技术的电流型CMOS电路设计

本文应用开关信号理论,建立了基于谱技术的传输电流开关理论,应用该设计的对称电流型ＣＯＭＳ电路不仅具有简单的电路结构和正确的逻辑功能,而且能处理具有双向特性的信号。     

采用二相功率时钟的能量恢复型CMOS触发器设计

基于绝热开关或能量恢复技术, 提出了应用于低功耗系统的主从型绝热D触发器、SR触发器和JK触发器设计. 所 提出的这些电路工作于二相正弦功率时钟，这有助于降低功率时钟电路的设计难度. 通过接入两个与功率时钟相连的弱 nMOS管解决了输出悬空态问题. 电路采用传输开关作为逻辑输入模块, 消除了接地端, 因而具有更低的能耗.应用绝热JK 触发器，并以十进制加法计数器为例演示了能量恢复型时序电路的设计.通过采用0.5 μm 互补金属氧化物半导体(CMOS) 工艺参数的集成电路模拟程序(SPICE)模拟，结果验证了该触发器较之以往的设计具有更低的功耗.     

混合信号集成电路中的衬底噪声耦合

研究混合信号集成电路中衬底噪声耦合反衬底噪声对模拟/数字电路的影响。采用带外延层的重掺杂型衬底,对混合信号集成电路中研究衬底噪声的两个基准(Benchmark)电路进行了模拟和评价,提出了在高速和高频工作时应用SPICE对混和信号电路进行模拟的正确方法.     

集成电路设计

中国航天时代电子公司下属的北京时代民芯科技有限公司有多年从事集成电路设计的经验和技术积累,成功设计开发了80余种电路产品,在百万门级数字集成电路设计平台、CPU／MCU设计应用平台、模拟电路设计平台和数字与模拟混合电路设计平台等方面有比较成熟的技术,在CPU／MCU和转换器的设计技术方面处于罔内领先水平。公司主要产品有：     

基于BiCMOS的高性能CML三值D型触发器的设计

结合电流模逻辑(current mode logic, CML)电路的高速低摆幅、抗干扰能力强、适合在高频下工作的优点以及BiCMOS电路高速大驱动的优点,设计了一种结构简单的基于BiCMOS的高性能CML三值D型触发器。采用TSMC 180nm工艺,使用HSPICE进行模拟。结果表明,所设计的触发器不仅具有正确的逻辑功能,且结构简单,与目前先进的三值D型触发器相比,平均D-Q延时降低95.6％～98.4％,PDP降低16.2％～96.8％,同时工作频率可高达15GHz,适合高速和高工作频率的应用。     

5．8GHz／0．18μm低噪声放大器噪声分析

为了优化设计的5．8 GHz低噪声放大器(LNA)后仿真的各项性能指标,分析了LNA各部分寄生效应对整个电路噪声系数和增益的影响,提出了电路设计和版图设计中应采取的各种措施,使优化后的后仿真结果与前仿真结果基本一致．在考虑MOS管栅电阻和栅感应噪声电流的情况下,后仿真噪声系数为1．6 dB,前向增益为13．7 dB,功耗为8．3 mW,达到了802．11a系统集成的要求．最后给出了LNA版图和后仿真结果．     

CMOS 电路的重要参数测试和分析

CMOS数字集成电路的各种缺陷集中地反映在输入电流和电源电流这两个参数上。测试和分析对其合理采用具有重要的意义。分析了影响测试分析准确性的原因,给出了采取的相应措施。     

新型电流型CMOS三值施密特电路设计

以开关信号理论为指导,建立了实现电流型CMOS三值施密特电路中阈值控制电路的电流传输开关运算. 在此基础上提出了一种新的电流型CMOS三值施密特电路设计, 该电路可提供三值电流和电压输出信号. 电路的两个电流回差值的大小只需通过改变MOS管的尺寸比来调节. 与以往设计相比,所提出的电路具有结构简单、回差值调整容易以及可在较低电压下工作等特点. 采用TSMC 0.25 μm CMOS 工艺参数和1.5 V电源电压的HSPICE模拟结果验证了所提出设计方法的有效性和电路所具有的理想回差特性.     

一种高性能CMOS电流模Winner-take-all电路

提出了一种新颖的CMOS电流模Winner-take-all (WTA) 电路．该电路利用可再生比较器提高了电路的解析度和速度,没有使用电流镜,而是利用整流电路输出电流,从而改善了电路的精确度,不同于传统的树型WTA电路．还提出了一种新的并行N输入WTA结构．在TSMC 0.18μm CMOS工艺下设计了一个8输入WTA电路,并与已有的WTA电路进行了比较．仿真结果表明,该电路可以达到1nA的解析度和99.99%的精确度,同时面积小,功耗低,非常适合于各种嵌入式智能应用．     

集成Si基低噪声放大器的注入损伤研究

Si基和GaAs基低噪声放大器(LNA)内部有源器件的基极／发射极间是注入能量作用下容易损伤的敏感部位,同时Si基LNA内部的无源电阻也是外界能量作用下的易损薄弱环节之一．为了研究注入损伤机理和对LNA性能参数的影响,进行了能量色散谱(EDS)分析和表面形貌(SEM)分析．SEM分析表明,不同能量作用下的样品其内部无源电阻和晶体管基极分别出现了异常,而对比正常和异常区域的EDS谱表明电极异常区域的组分有明显变化．ADS2004A的仿真结果表明,能量作用后电阻损伤阻值增大引起LNA噪声系数和增益特性退化．实验结果表明,LNA噪声系数N_F对能量的作用更敏感,能量注入对N_F的影响远强于其对增益的影响,噪声系数N_F的变化应作为Si基LNA能量作用损伤的判据之一．     

CMOS低压差集成稳压器的设计

CMOS低压差集成稳压器是为便携式电子产品的需要而设计的一种低功耗、低压差集成稳压器.采用CMOS串联式集成稳压电路，内设过流保护电路、过热保护电路.给出了设计电路并分析了工作原理.采用CSMC 0.5 μm工艺模型，利用Hspice对电路进行了仿真，仿真结果为：输出电压3.3 V，最大输出电流300 mA，最大静态电流80 μA，当输出电流为300 mA时，压差为150 mV，满足低功耗，低压差集成稳压器的要求.     

集成电路中抑制电磁干扰的布线措施

介绍了集成电路中电磁干扰传播途径,从布线角度探讨集成电路中抑制电磁干扰的措施,包括地线、电源线、信号线以及时钟线路的布局,为集成电路的电磁兼容设计提供了理论依据。     

硅基毫米波收发前端集成电路研究进展

随着第五代移动通信技术(5G)逐步向毫米波频段(FR2)部署,以及目前无人驾驶技术对毫米波雷达技术的需求,高性能的毫米波收发前端集成电路成为了目前研究的热点.与此同时,硅基器件工艺的快速发展,极大地提高了晶体管的截止频率,为低成本、高性能的硅基毫米波集成电路设计提供了基础.本文对近年来的毫米波通信和雷达的硅基收发前端集...     

Design theory of digital circuits at switch level

By analysing problems in the traditional design theory of digital circuits it is proposed that both switching variable and signal variable should be adopted for describing the switching state of internal elements and signal in digital circuits respectively.Based on the above viewpoint the switch-signal theory is established.According to the working principle in CMOS circuits,the related design technique at switch level is developed.By using the practical design examples it is shown that the circuits designed at switch level have simpler structures than their counterparts designed at the traditional gate level since the switch transistors are used as construction units in designs.     

基于倍增技术的超低压高精度CMOS开关设计

设计一种能够工作在超低电源电压下的CMOS开关.该结构运用电压倍增器获得高压,此高压使开关产生的恒定大跨导和大信号摆幅能够在低压电路中传输信号,虚拟开关提高了信号传输精度.在分析电路工作机理的基础上,结合0.35μm标准工艺模型优化了电路参数.合理的电路结构设计和版图设计增加了电路的使用寿命.理论分析和Hsp ice模拟结果表明:该结构能够在低于1 V电源电压下工作,虚拟开关的应用使信号传输精度从69%提高到99.7%.该结构实现了低压下高精度的模拟开关设计.