基于GaAs E/D PHEMT工艺的单片集成光接收芯片

设计并实现了一款适用于广电混合光纤同轴电缆网络(HFC)的高增益单片集成光接收芯片,该芯片主要包括跨阻放大器(TIA)、衰减器(VVA)和输出放大器三部分.跨阻放大器采用差分结构,相较于单端TIA提高了噪声性能,衰减器采用相位相消方式实现信号衰减,输出放大器为芯片补足增益并实现阻抗匹配.使用ADS仿真软件进行电路设计、版图设计、仿真验证,采用GaAs 0.25μm E/D PHEMT工艺进行了流片.测试结果表明,芯片实现了42 dB的最大增益,在0～3V控制电压下,0～28 dB的连续可调增益范围,工作频率为50 MHz～1 GHz,差分输入单端输出,输出负载为75 Ω,芯片面积1 412 μm×1 207 μm,芯片性能符合设计目标.     

采用双R-2R电阻网络结构的12位电压型D/A转换器

介绍了采用双R-2R电阻网络结构实现12位电压输出型D/A转换器的设计及激光修调方案.重点分析了运放失调电压对双R-2R电阻网络结构D/A转换器线性误差的影响,并与其他常见的实现双极性电压输出的R-2R电阻网络结构进行比较,给出了理论估计和仿真结果.采用双R-2R电阻网络实现的12位D/A转换器芯片(不包括运放)在带CrSi电阻的8μm CMOS工艺上流片和修调测试.电阻网络芯片和运放芯片采用厚膜混合工艺组装,实现电压输出D/A转换器功能.测试结果显示,设计的电路达到了预期目标.     

高压、高效率白光LED驱动电路的研究与设计

设计了一种高效率的高输入电压,恒定电流输出的白光LED驱动芯片.采用高压工艺,以脉宽调制(PWM)峰值电流的控制方式,实现了宽范围电压输入、恒定电流输出的LED驱动芯片的设计.内部集成了带隙电压基准源,产生0.25V的参考电压.芯片设计采用了高压横向扩散金属氧化物半导体场效应管(LDDMOS),设计了电压预调整电路,实现了输入电压范围在85V-400V间变化,输出电流在1毫安到1安培间设定.芯片仿真结果显示电能转换效率最高可达90%以上.     

采用电流复用拓扑的宽带收发一体多功能电路

基于标准的GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)单片微波集成电路(MMIC)工艺设计并制备了一款宽带收发一体多功能电路芯片.该多功能芯片包含了功率放大器、低噪声放大器和收发开关.放大器采用电流复用拓扑结构实现了低功耗的目标.收发开关采用浮地结构避免了使用负电源.芯片在14～ 24 GHz工作频率的实测结果显示:接收支路噪声系数小于3.0dB,增益大于18 dB,输入及输出电压驻波比(VSWR)均小于2.0,1 dB压缩点输出功率大于0 dBm,直流功耗为60 mW;发射支路增益大于21 dB,输入输出VSWR均小于1.8,1dB压缩点输出功率大于10 dBm,直流功耗为180 mW.芯片尺寸为2 600 μm×1 800 μm.该多功能收发电路的在片测试结果和仿真结果一致,性能达到了设计要求.     

基于SiGe BiCMOS 工艺的X 和Ka 波段T / R 多功能芯片设计

提出了应用0. 13 μm SiGe BiCMOS 工艺设计的全集成X 和Ka 波段T/ R 多功能芯片。包括5 位数控 移相器、低噪声放大器、功率放大器和收发控制开关都被集成在单片上。首次将分布式结构应用在多功能芯片的小 信号放大器设计中,而且将堆叠式结构的功放集成在收发芯片中,此两款多功能芯片均有着带宽宽、增益高、输出功 率大等优点。其中X 波段收发芯片接收、发射增益分别达到25 dB、22 dB,发射输出P(-1dB) 达到28 dBm;Ka 波段收发 芯片接收、发射增益分别达到17 dB、14 dB,发射输出P(-1 dB)达到20. 5 dBm。此两款应用硅基工艺设计的多功能芯片 指标均达到国际先进水平,为X 和Ka 波段相控阵系统的小型化和低成本化提供了良好的条件。     

砷化镓六位串并行驱动器芯片的研制

基于0.25μm砷化镓(GaAs)增强、耗尽型赝配高电子迁移率晶体管(E/DPHEMT)工艺,设计并实现了一种串并行驱动器芯片,该芯片应用直接耦合场效应晶体管逻辑结构(DCFL),实现了移位寄存器、锁存器、输出缓冲等数字逻辑电路单片集成.芯片可输入六位串行或并行数据,输出六对互补电平以控制开关、衰减器等砷化镓微波单片集成电路(MMIC).测试结果表明,在5V工作电压下芯片的静态电流为7.6mA,并行输出高电平4.8V,低电平0.1V,传输延迟时间125 ns.驱动器芯片尺寸为2.5 mm×1.45 mm.该电路具有响应速度快、易与砷化镓MMIC集成等特点,可广泛应用于各类多功能电路、组件及模块中.     

深亚微米混合信号全芯片ESD电路设计

随着CMOS工艺的发展,集成电路元件的尺寸持续减小,芯片的静电放电(ESD)保护设计受到了更大的挑战.从系统的角度出发,采用电压域分别保护后通过隔离器件连接的方法完成了对深亚微米芯片ESD保护系统的设计.设计中分析了传统输出端保护可能存在的问题,并采用稳妥的方法对输出端进行了保护.这种架构提高了整个芯片的抗ESD能力,节省了芯片面积,达到了对整个芯片提供全方位ESD保护的目的.设计采用TSMC 0.18 μm工艺,测试结果验证了该设计的有效性.     

一种采用双环和自适应开关频率控制的恒压-恒流控制芯片的设计

本文设计了一款输出5V/2.0A的恒压(CV)-恒流(CC)控制芯片,采用flyback架构和源边反馈.该芯片采用双反馈环精确控制输出电压和输出电流,使得系统在工艺与温度等参数变化时具有更好的调整性能,优于通常使用的开环控制方法。同时系统可以根据输出电压值在恒压和恒流模式之间实现自动和平滑的切换,因而不会影响切换过程中的电压和电流调制精度,这很好地克服了使用迟滞比较器实现模式切换的数字控制方式的不足。通过采用有源电容倍增技术对电压反馈环实现片上补偿,可以不增加额外的封装管脚,并且有效地节省了芯片面积.为了在不牺牲瞬态响应性能的前提下减小芯片的无负载功耗,芯片应用了自适应开关频率控制模式,在轻载模式下,可自动降低开关频率以减小功耗.最低功耗可小于100mW .采用0.35-μm 40-V BCD工艺完成流片,芯片面积为1.5mm 1.0mm.由于线性调整度和负载调整度所造成的输出电压误差小于 1.7%.     

高精度混合型DPWM设计和实现

介绍了一种应用于DC-DC数字控制芯片的混合型数字脉宽调制器(DPWM)设计,该DPWM结合了振荡环和计数器的设计,在Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺下经过流片验证.测试结果表明,该芯片实现了950kHz的4相PWM输出,可以实现11bit(即1/2048)的精度,每相之间的相差为90°.该设计能实际应用于DC-DC数字控制芯片.     

基于SoC的高稳定度激光光源驱动器

文章介绍了基于芯片系统(SoC,SystemonChip)的激光光源驱动器,它集成了数字电路和简单的模拟电路,有效地抑制LD输出的温度漂移和功率漂移,实现高稳定度的光信号输出.