射频集成化薄膜电感的设计和制备

介绍了一种新型的基于硅IC模拟电路工艺的射频集成薄膜电感。描述了集成薄膜电感的工作原理。采用一个紧凑集总电路模型来等效模拟集成化电感的电路效应。结合硅基模拟IC工艺技术，采用磁性材料薄膜层的设计，给出薄膜电感工艺流程，制备了薄膜电感样品。在1MHz～1GHz的频率范围内对薄膜电感样品进行了阻抗特性和Q值的测试。样品串联电感值为5．52nH，在600～800MHz时，获得最大为1．4的Q值。     

压控模拟电感器集成电路

本文对以往模拟电感器电路的静态工作、相应元件参数以及电路的电感数学公式作了调整，并实现了单片集成。计算机ＳＰＩＣＥ模拟值、理论值、实测值三者曲线基本上一致，并可获得上万亨（Ｑ＞）电感量。     

单一频率陷波电路

本文给出了单一频率陷波电路工程设计图;对有源陷波电路构成方案作了比较之后,提出三种可以分别调整陷波频率和Q值、温度稳定性好的高Q陷波电路。实验证明理论和实际相符。     

平面螺旋电感优化设计方法

平面螺旋电感是射频集成电路中广泛应用的重要器件,它决定着一些组成关键电路的主要性能指标,因此对于平面螺旋电感进行优化设计显得极为重要.文章主要介绍通过对比研究片上螺旋电感参考地的布图方式、参考地的宽度和参考地距离中心线圈的距离等3个方面的不同配置对片上螺旋电感的影响来研究参考地的优化设计.电磁场仿真结果显示,参考地的引入会降低电感的感值L、恶化电感的品质因子Q,参考地越窄或者参考地越远,电感的感值越大,Q值越高,因此,可以通过配置参考地实现片上螺旋电感的优化设计.     

模拟电感与集成化混沌信号发生器实现研究

在基本有源模拟电感实现方法的基础上,以有源模拟电感代替理想电感元件,对混沌信号发生器的集成化进行研究.以著名Chua氏电路为例,给出了混沌信号发生器的实现方案,进行了集成化混沌信号产生电路的分析.PSpice软件的仿真结果表明,使用模拟电感代替混沌电路中的理想电感,若设计合理,不会影响原混沌电路的非线性动态行为,可以实现混沌信号发生器的集成化.     

一种共振隧穿二极管三值逻辑电路设计方法

通过对多值单稳态-多稳态转换逻辑单元的分析,发现开关信号理论可以准确地解释其工作原理。在此基础上,提出了三值共振隧穿二极管电路一般结构,用于实现任意三值逻辑函数。相应的电路设计方法可归为求取开关函数的最简表达式,并用异质结场效应晶体管实现,从而避免电路中共振隧穿二极管参数的调整,简化整个设计过程。模拟仿真表明所设计的电路具有正确的逻辑功能。     

基于改进的差动差分电流传送器的模拟浮地电感

由于无源电感不易集成,本文提出了一种新的基于改进的差动差分电流传送器(MDDCC)的理想浮地电感,分析了电流传输器在理想情况和非理想情况下的电感值,该电路仅由2个MDDCC、2个电阻和1个电容构成,结构简单,电感值可由阻容元件独立调节。将此电路用于电压模式二阶低通和二阶带通以及电流模式高阶的连续时间滤波器中,用参数为0.18μm CMOS工艺进行PSPICE计算机仿真。仿真结果表明,设计方案是可行有效的。     

基于低Q值中频电源续流二极管的研究

针对中频电源续流二极管存在的问题,本文基于低Q值串联谐振中频电源的基本原理,研究了反并联续流二极管对电路的影响,并对低Q值中频电源去除续流二极管的可行性进行了理论分析,在低Q值串联谐振中频电源电路中,只要选择耐压合适的晶闸管,就可以去除续流二极管,不但避免小环流对电路造成的影响,而且也可改善电路性能;同时,对去除续流二极管可行性进行了实验验证.实验结果表明,续流二极管的引入,造成了小环流延缓晶闸管的关断,晶闸管开通时产生尖峰过电流,晶闸管关断时产生尖峰过电压,并且在低Q值中频电源中可以通过去除续流二极管优化电路.该研究电路结构简单,性能可靠,效率高,具有很大的经济价值.     

三值BiCMOS通用驱动电路设计

根据BiCMOS电路的工作特点，提出三值BiCMOS电路的一般结构.应用传输电压开关理论，从开关级设计PNP NPN NPN型三值BiCMOS通用驱动电路，并运用此电路设计三值BiCMOS反相器电路.测量和模拟结果表明，所设计的电路具有理想的逻辑功能，电路结构简单，功耗小.该通用驱动电路结构可以应用于任何三值BiCMOS电路的设计中，设计方法简单可行.采用相同的设计思路还可以实现其他NPN和PNP组合的通用驱动电路，进而实现任意三值BiCMOS电路的设计.     

基于MEMS技术研制RF硅基微电感线圈

在分析了硅基上金属线圈的串联电阻、金属层厚度等在低频和高频的情况下对Q的影响及原因的基础上,提出了一种在硅杯表面采用浓硼扩散区与镀金属膜形成的欧姆接触电极作为内引线的硅基电感的新制造方法。设计了硅基电感的版图尺寸和相关的工艺流程,用IntelliSuite软件模拟验证了工艺流程的可能性,再利用Ansys有限元软件中的电磁分析模块模拟了电流与磁感应强度的关系、衬底涡流分布等,为平面电感的理论与实验的进一步比较分析提供了参考依据。在研制过程中发现影响电感性能好坏的主要因素是衬底涡流效应,为此提出了在矩形硅杯膜上制作电感的方法,为了进一步减薄金属电感线圈衬底的厚度,在硅杯膜背面采用激光打孔得到了膜厚约为5μm的衬底,从而可以使衬底中的涡流大幅度减少、电感的Q值得到很大提高。此外,提出的新制造方法采用了绝缘性能比SiO2好的Al2O3薄膜作为电感线圈与衬底之间的绝缘层。结果表明,设计的平面螺旋电感具有制造工艺简单、与IC工艺相兼容的优点,有广泛的应用前景。     

一种无线充电识别电路的设计

基于原副线圈耦合程度对原边LC串联谐振电路电压产生影响,设计了一种低频的身份识别电路.在身份识别阶段,按照一定的频率有节奏地改变副边电路补偿电容的大小,促使副边电路谐振频率发生改变,同时改变了原副线圈的耦合系数,进而改变原边LC电路的Q值和电感峰值电压.单片机通过检测原边LC电路是否产生相应频率的高低电压来达到身份识别的目的.若副边电路通过身份识别,则原边电路正常工作;否则原边电路进入低功耗的待机状态.     

基于仿真电感的蔡氏混沌电路的实验研究

通过对有源仿真电感电路的研究,采用运算放大器实现了仿真电感和蔡氏二极管的综合,得到了蔡氏混沌电路．并根据非直接耦合的蔡氏电路,观测到了高维超混沌系统的行为特征．通过实验研究,证实了仿真电感可以替代实际电感．为蔡氏混沌电路的实现提供了一种方式．     

电容传感器的复数电压测量法

为解决批量生产的电容传感器检测效率低,无法满足生产需要的问题,提出了一种复数电压测量法。采用这种测量法可以同时对多个传感器的电容值和品质因数进行测量,并对模拟电路中的电子开关、运算放大器、正弦波发生电路进行跟踪鉴测,给出了修正的数学模型,并进行了数字修正。方法已在电容式湿度传感器性能测试仪中应用,对电容值在30～100pF范围的湿度传感器实现了0.1pF的高分辨率测量,误差达到±0.2pF,Q值测量误差达到±5％。     

同步电感提取技术在压电风能采集装置中的应用

虽然同步电感能量提取技术(SSHI)能够显著提高压电能量采集装置的采集效率,但需要额外的位移传感器对压电片的动作状态进行检测,在压电片发生复杂形变时此方法不适用。为了提升俘能电路在非线性激励下的工作效率,本文基于小旗式压电风能采集装置,设计了一种新型自供电、自感知式同步电感能量采集接口电路,该电路可以根据压电片输出的电压判断压电片的形变量,实现同步电感开关的自动控制。同时,利用Multisim电路仿真软件,对标准接口电路及新型接口电路进行仿真分析。仿真结果表明,新型接口电路能够有效提高俘能电路在非线性激励下的能量俘获效率,与传统俘能电路相比,新型俘能电路可以使输出功率提升30%。该研究为非线性俘能电路的设计提供了理论依据。     

差分压控电流源(DVCCS)及无损耗浮地电感的模拟

本文对国外70—80年代介绍的 DVCCS 以及由 DVCCS 实现的浮地电感进行了理论推证,并首次成功地用国产分立元件完成了浮地电感的模拟实验。本文主要分两部分:理论部分:对 DVCCS 进行了理论分析,并对由 DVCCS 实现的浮地电感进行了 Y 参数推证。实验部分主要介绍由国产分立元件模拟 DVCCS 进行测试的各种数据及曲线;以及由此 DVCCS 构成浮地电感的测试调整及 L～f 特性;最后介绍由该浮地电感组成柯尔型低通滤波器的α～f 特性,Q～f 特性及温度实验特性等。     

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.     

可变电感及其在电力电子系统中的应用研究进展

可变电感的电感值变化特性使其具有柔性的滤波和谐振作用,为功率变换器的柔性调控提供了新思路。针对变换器不同运行工况,结合电感调节方法可以实现运行工况的优化,有利于电路性能提升。当前,国内外对可变电感的研究可见于谐振变换器、全桥变换器、PFC变换器、Buck变换器等,在各自应用领域带来明显效能提升,具有良好的应用价值。论文首先分析了可变电感的工作原理,根据电感值变化原理将其进行分类并根据各自的优缺点总结了其适用范围,然后依据其不同应用场合,分类梳理了可变电感在变换器中的应用和变换器对可变电感的性能要求,最后对可变电感未来的发展趋势及研究重点进行了展望。     

植入式集成磁耦合谐振无线电能传输分析

将植入式应用时无线电能传输的接收线圈与整流电路及其他功能电路集成在单芯片上,不仅可以满足植入式应用更小空间的要求,而且可以进一步提高可靠性和安全性。该文基于此应用,对磁耦合谐振无线电能传输系统建立了完整和简化的电路理论模型,分析结果显示,磁耦合谐振方式比传统的电感耦合方式具有更高的传输效率。     

利用参考电压注入的Buck变换器电感电容估计

电路的元件参数,尤其是电感和电容值,严重影响着Buck变换器的控制性能。提出了一种参考电压脉冲注入法用于电感和电容的在线估计。为了提高Buck变换器中电感和电容值的估计精度,利用原稳态和新稳态构建满秩状态方程,在线推导算法所需寄生参数和负载电阻。研究基于电感伏秒特性和电容电荷平衡特性的精确离散时间变换器模型,为元件参数估计奠定了基础。通过给参考电压注入短脉冲信号,并使用PID控制器对电路中的电感电流和输出电压进行调节,建立了用于参数估计的瞬态和新稳态。利用瞬态中采样的电压和电感电流估计电感和电容值,避免了稳态时的收敛问题。基于提出的平均电感电流估计算法,电流采样频率降低至开关频率。最后,在Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证,结果表明：即使在考虑实际噪声的情况下,电感和电容值的最大估计误差分别小于2%和4.2%;相较于其他参数估计算法,参考电压脉冲注入方法的引入有效提高了参数辨识的估计精度,有助于Buck变换器系统控制性能的提升。     

含有源磁控忆阻器的蔡氏电路混沌现象分析

文章利用Multisim仿真软件对含有有源忆阻器构成的蔡氏电路出现混沌的现象进行了仿真研究,并测绘给出L=18 mH、C_1=68 nF、C_2=6.8 nF时,电路发生混沌现象与R取值关系的相图及工作波形。仿真实验结果表明:当蔡氏电路中的电感L、电容一定时,随R增大,电路震荡由线性—混沌现象—线性,当R达到一定值时电路出现无震荡;当电路电容一定、电感L取值变化时,随L增大,电路出现混沌现象时所对应的R值增大;当电感L一定、改变电容取值时,随电容取值增大,电路出现混沌现象时对应的R取值变小。