两种改进结构型BiCMOS模拟开关

为了改善其速度和电流驱动性能,设计了两例BiCMOS模拟电子开关电路.设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),而在电路的主体部分设置CMOS器件.优选了元器件参数,并采取提速和增大驱动电流的措施.通过仿真和硬件电路实验验证了开关电路性能,结果表明设计的BiCMOS开关电路在低电源电压2.6 V≤VDD≤3.6 V的范围内,综合性能指标--延迟-功耗积DP比CMOS开关电路平均降低了25.5 pJ,输出级的驱动电流可达1.39 mA以上,因而特别适用于低压、高速、大驱动电流的数字通信系统中.     

两种低压高速BiCMOS开关电流存储器

为了提高数字通信电路的速度,设计了两种BiCMOS开关电流存储器.设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),但在电路的主体部分则设置MOS器件.推导出了存储电路的传输延迟时间估算式,优选了元器件参数,并采取了提速措施.进行了仿真试验和硬件电路实验.结果表明,所设计的两种开关电流存储器在低电源电压(VDD)为2.6～4.0V时,综合性能指标--时延-功耗积DP比CMOS存储电路AD585平均降低了约18.8pJ,特别适用于低压高速数字通信系统.     

一种BiCMOS光电耦合隔离放大器的设计

设计了一种BiCMOS光隔离放大器,给出了其中两个运算放大器的设计电路.设计过程中只在推拉式输出级配置两个双极型晶体管(BJT),而在电路的其余部分则设置CMOS器件.为了提高放大器的增益线性度和稳定性,光电耦合部分和各运放中都引入了负反馈,并采取了优选元器件参数和提速等措施.实验结果表明所设计光隔离放大器的±3 dB带宽比双极型光隔离放大器ISO100增加了约20 kHz,当电源电压为8.6 V时,时延-功耗积比ISO100降低了约17.7 pJ,增益线性度提高到5.5×10-5,因此特别适用于高速通信系统中.     

基于不同VTH值的新型CMOS电压基准

传统基准电路主要采用带隙基准方案,利用二级管PN结具有负温度系数的正向电压和具有正温度系数的yBE电压得出具有零温度系数的基准。针对BJT不能与标准的CMOS工艺兼容的缺陷,利用NMOS和PMOS管的两个阈值电压VTHN和VTHP具有相同方向但不同数量的温度系数,设计了一种基于不同VTH。值的新型CMOS基准。该电路具有没有放大器、没有BJT、结构简单等特点,适宜于标准CMOS工艺集成。在此给出了详细的原理分析和电路实现。该电路通过HSpice验证,其输出基准电压为1．22V,在-40～＋85℃内温度系数仅为30ppm／℃,电源电压为2．6～5．5V时,电源电压调整率为1．996mV／V。     

与常规CMOS工艺兼容的高压PMOS器件设计与应用

采用常规P阱CMOS工艺,实现了与CMOS工艺兼容的高压PMOS器件。制作的器件,其击穿电压为55 V,阈值电压0.92 V,驱动电流25 mA。对所设计的CMOS兼容高压PMOS器件的制造工艺、器件结构和测试等方面进行了阐述。该器件已成功应用于VFD平板显示系列电路。     

用0.8μm工艺技术设计的65-kb BiCMOS SRAM

设计了一种65-kb BiCMOS静态随机存取存储器(SRAM)的存储单元及其外围电路,提出了采用先进的0.8mm BiCMOS工艺,制作所设计SRAM的一些技术要点。实验结果表明,所设计的BiCMOSSRAM,其电源电压可低于3V,它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成密度的长处,又获得了双极型(Bipolar)电路快速、大电流驱动能力的优点,因此,特别适用于高速缓冲静态存储系统和便携式数字电子设备中。     

用0．8μm工艺技术设计的65—kb BiCMOS SRAM

设计了一种65-kb BiCMOS静态随机存取存储器(SRAM)的存储单元及其外围电路，提出了采用先进的0．8μm BiCMOS工艺，制作所设计SRAM的一些技术要点。实验结果表明，所设计的BiCMOS SRAM，其电源电压可低于3V，它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成密度的长处，又获得了双极型(Bipo1ar)电路快速、大电流驱动能力的优点，因此，特别适用于高速缓冲静态存储系统和便携式数字电子设备中。     

用O.8μm工艺技术设计的65-kb BiCMOS SRAM

设计了一种65-kb BiCMOS静态随机存取存储器(SRAM)的存储单元及其外围电路,提出了采用先进的0.8μm BiCMOS工艺,制作所设计SRAM的一些技术要点.实验结果表明,所设计的BiCMOSSRAM,其电源电压可低于3V,它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成密度的长处,又获得了双极型(BiDolar)电路快速、大电流驱动能力的优点,因此,特别适用于高速缓冲静态存储系统和便携式数字电子设备中.     

基于0.35μm SiGe BiCMOS的2.5GHz 低相位噪声LC压控振荡器的设计

介绍了一个基于0.35μm SiGe BiCMOS工艺的2.5GHz低相位噪声LC压控振荡器.文章重新定义了压控振荡器工作区域.分析表明谐振回路的电感值和偏置电流对振荡器的相噪优化有重要的影响.本文同时分析了CMOS和BJT压控振荡器设计思路的不同.本设计中,采用键合线来实现谐振回路中的电感来进一步提高相噪性能.该VCO和其他模块集成在一起实现了一个环路带宽为30kHz的频率综合器.测试结果表明,当中心频率为2.5GHz时,在100kHz和1MHz的频偏处相噪分别为-95dBc/Hz和-116dBc/Hz.工作电压为3V时,VCO核心电路的电流消耗为8mA.据我们所知,这是国内第一个采用SiGe BiCMOS工艺的差分压控振荡器.     

基于0.35μm SiGe BiCMOS的2.5GHz低相位噪声LC压控振荡器的设计

介绍了一个基于0.35μm SiGe BiCMOS工艺的2.5GHz低相位噪声LC压控振荡器.文章重新定义了压控振荡器工作区域.分析表明谐振回路的电感值和偏置电流对振荡器的相噪优化有重要的影响.本文同时分析了CMOS和BJT压控振荡器设计思路的不同.本设计中,采用键合线来实现谐振回路中的电感来进一步提高相噪性能.该VCO和其他模块集成在一起实现了一个环路带宽为30kHz的频率综合器.测试结果表明,当中心频率为2.5GHz时,在100kHz和1MHz的频偏处相噪分别为-95dBc/Hz和-116dBc/Hz.工作电压为3V时,VCO核心电路的电流消耗为8mA.据我们所知,这是国内第一个采用SiGe BiCMOS工艺的差分压控振荡器.     

基于0．5μmCMOS工艺的一款新型BiCMOS集成运算放大器设计

为了提高运算放大器的驱动能力,依据现有CMOS集成电路生产线,介绍一款新型BiCMOS集成运算放大电路设计,探讨BiCMOS工艺的特点。在s_Edit中进行“BiCMOS运放设计”电路设计,并对其电路各个器件参数进行调整,包括M0s器件的宽长比和电客电阻的值。完成电路设计后,在Tspice中进行电路的瞬态仿真,插入CMOS,PNP和NPN的工艺库,对电路所需的电源电压和输入信号幅度和频率进行设定调整,最终在W—Edit输出波形图。在MCNC0．5μm工艺平台上完成由MOs、双极型晶体管和电容构成的运算放大器版图设计。根据设计的版图,设计出BiCMOS相应的工艺流程,并提取各光刻工艺的掩模版。     

BiCMOS circuits for high speed current mode D/A converters

A new BiCMOS current cell and a BiCMOS current switch for high speed, self-calibrating, current-steering D/A converters are described. The BiCMOS current cell can be realized in a BiCMOS process or in a conventional CMOS process using a substrate PNP transistor, while the BiCMOS current switch is intended for implementation in a BiCMOS process. The performance of these circuits has been demonstrated in 0.8 μm BiCMOS and 1.2-μm CMOS technologies. A detailed noise analysis of the BiCMOS current cell indicates that noise during the calibration phase limits its relative accuracy to about 150 ppm. This is substantiated by measured results which show a relative matching of about 100-150 ppm, which is the equivalent of about 13 b performance. Measurement results also indicate that the absolute accuracy of the BiCMOS current cell is better than 0.5% over the designed current range, which is better than that of previously reported designs. Test results for the BiCMOS current switch indicate that a 10-90% switching time of 0.9 ns has been achieved. Furthermore, the switching time of the new BiCMOS switch is very insensitive to current level and input waveform compared to conventional CMOS switches. A 4-b D/A converter based on these components has been fabricated, and test results have demonstrated that it is functional. This DAC will be used as the internal DAC of a ΣΔ modulator for over-sampled video and digital radio applications     

三种低压高速低耗BiCMOS三态逻辑门

采用0.35μm B iCM O S工艺技术,设计了三种高性能的B iCM O S三态逻辑门电路,并提出了改进三态门电路结构和优化器件参数的方法和措施。仿真和实验结果表明,所优化设计的B iCM O S三态门的电源电压均小于3.3 V,工作速度比常用的CM O S三态门快约5倍,功耗在60 MH z下仅高出约2.2~3.7 mW,而延迟-功耗积却比该常用的CM O S三态门平均降低了38.1%,因此它们特别适用于低压、高速、低功耗的数字系统。     

新型的芯片间互连用CMOS/BiCMOS驱动器

从改善不同类型 IC芯片之间的电平匹配和驱动能力出发 ,设计了几例芯片间接口 (互连 )用 CMOS/Bi CMOS驱动电路 ,并提出了采用 0 .5 μm Bi CMOS工艺 ,制备所设计驱动器的技术要点和元器件参数。实验结果表明所设计驱动器既具有双极型电路快速、大电流驱动能力的特点 ,又具备 CMOS电路低压、低功耗的长处 ,因而它们特别适用于低电源电压、低功耗高速数字通信电路和信息处理系统。     

BiCMOS circuit technology for a 704 MHz ATM switch LSI

This paper describes BiCMOS level-converter circuits and clock circuits that increase VLSI interface speed to 1 GHz, and their application to a 704 MHz ATM switch LSI. An LSI with a high speed interface requires a BiCMOS multiplexer/demultiplexer (MUX/DEMUX) on the chip to reduce internal operation speed. A MUX/DEMUX with minimum power dissipation and a minimum pattern area can be designed using the proposed converter circuits. The converter circuits, using weakly cross-coupled CMOS inverters and a voltage regulator circuit, can convert signal levels between LCML and positive CMOS at a speed of 500 MHz. Data synchronization in the high speed region is ensured by a new BiCMOS clock circuit consisting of a pure ECL path and retiming circuits. The clock circuit reduces the chip latency fluctuation of the clock signal and absorbs the delay difference between the ECL clock and data through the CMOS circuits. A rerouting-Banyan (RRB) ATM switch, employing both the proposed converter circuits and the clock circuits, has been fabricated with 0.5 μm BiCMOS technology. The LSI, composed of CMOS 15 K gate logic, 8 Kb RAM, I Kb FIFO and ECL 1.6 K gate logic, achieved an operation speed of 704-MHz with power dissipation of 7.2 W     

1.5V BiCMOS dynamic multiplier using Wallace tree reduction architecture

A 1.5V BiCMOS dynamic multiplier is presented which is free from race and charge sharing problems, using Wallace tree reduction architecture and a 1.5V full-swing BiCMOS dynamic logic circuit. Based on a 1 mu m BiCMOS technology, a designed 1.5V 8*8 multiplier shows a *2.3 improvement in speed as compared to the CMOS static multiplier.<>     

多端I/O系统用BiCMOS连线逻辑电路

为了满足数字通信和信息处理系统多端输入/输出(I/O)、高速、低耗的性能要求,笔者设计了几例BiCMOS连线逻辑电路,并提出了采用0.5 mm BiCMOS工艺,制备所设计的连线逻辑电路的技术要点和元器件参数。所做实验表明了设计的连线逻辑电路既具有双极型逻辑门电路快速、大电流驱动能力的特点,又具备CMOS逻辑门低压、低功耗的长处,而且其扇入数可达3~16,扇出数可达1~18,因而它们特别适用于多端I/O高速数字通信和信息处理系统中。     

A BiCMOS technology with 660-MHz vertical p-n-p transistor foranalog/digital ASICs

A fully complementary BiCMOS technology based on a 2-μm process designed for 12-V analog/digital applications is described. In this technology, a triple diffused vertical p-n-p transistor and n-p-n bipolar and CMOS devices are integrated in a single chip. A transition frequency of 660 MHz and a collector-to-emitter breakdown voltage of over 15 V have been obtained for the collector-isolated p-n-p transistor by adding only one extra mask to a conventional 2-μm BiCMOS process. The total number of masks is 20 with double-layer metallization. A unity gain frequency of 52 MHz and a DC gain of 85 dB have been obtained for a single-supply operational amplifier with a vertical p-n-p first stage. The propagation delay time for a CMOS two-NAND gate was 1.27 ns driving three loads and 3 mm of metal     

基于0.5 μm CMOS集成电路高低压兼容技术研究

将高压MOSFETs器件集成到低压CMOS数字和模拟电路中的应用越来越频繁。文章参考了Parpia提出结构,将高压NMOS、PMOS器件制作在商用3.3V/5V 0.5μmN-阱CMOS工艺中,没有增加任何工艺步骤,也没有较复杂BiCMOS工艺中用到的P-阱、P+、N+埋层,使用了PT注入。通过对设计结构的PCM测试,可以得到高压大电流的NMOS管BVdssn>23V～25V,P管击穿BVdssp>19V。同时,文章也提供了高压器件的设计思路和结果描述。     

Merged CMOS/bipolar current switch logic (MCSL)

A merged CMOS/bipolar current switch logic (MCSL) is presented. CMOS/ECL level conversion and logical operation are realized simultaneously. This circuit technique allows a supply voltage reduction to 3.3 V. A carry delay time of 150 ps/bit for a 4-bit BiCMOS full adder was measured. This is about five times faster than an optimized CMOS adder.<>