基于平衡态的动态比较器失调电压分析和设计优化

本文提出了一种基于平衡态的动态比较器失调电压分析设计技术。以两支路电压电流相等的平衡态为分析基础,通过在复位电压跳变时刻引入补偿电压的方法,逐一分析了动态比较器各晶体管参数对总体失调电压的影响,建立了失调电压的数学模型;采用Chartered 0.18um1P6M工艺对Lewis-Gray型动态比较器进行了电路和版图设计,并利用可快速提取失调电压的定步长仿真方法对其失调电压进行了仿真,结果表明所提出的分析方法可以相对准确的估算失调电压。以该分析方法为基础,本文还提出一种基于总体失调电压影响权重的晶体管分组优化方法,在保证总体面积不变的条件下,可将失调电压有效降低50%以上。经流片测试结果表明,本文所提出的分析和优化方法可应用于高速高精度系统中比较器的设计。     

周期性多孔低介电常数材料机械特性的表面波测量模型

研究了纳米通孔的分布对于表面波方法测量多孔低介电常数薄膜机械特性的影响,提出了用横观各向同性表征周期性多孔介质材料结构特性的表面波传播理论模型,给出了表面波在low-k薄膜/Si基底分层结构中的传播方程.通过数值算例揭示出表面波在不同传播方向的频散特性,以及low-k薄膜的弹性常数即杨氏模量E,E'和剪切模量G'对频散特性的影响.结果表明E'和G'在垂直于通孔的传播方向不能被测出.     

基于自偏置电流镜的CMOS红外焦平面读出电路

针对高精度红外焦平面阵列应用设计了一种具有高注入效率、大动态范围、稳定的探测器偏压、小面积和低功耗的自偏置电流镜注入CMOS读出电路.所设计的电路结构包括一种由自偏置的宽摆幅PMOS共源共栅电流镜和NMOS电流镜构成的反馈结构读出单元电路和相关双采样电路.对所设计电路采用Chartered 0.35 μm CMOS工艺进行了流片.测试结果显示:电路线性度达到了99%,探测器两端偏压小于1mV.电路输入阻抗近似为0,单元电路面积为10μm×15μm,功耗小于0.4μW.电量存储能力3108电子.测试结果表明:电路功能和性能都达到了设计要求.     

多晶硅高温压力传感器的温度特性

讨论了改善多晶硅高温压力传感器温度特性的 3种措施 :用四甲基氢氧化铵溶液代替氢氧化钾溶液作硅杯各向异性腐蚀剂 ;优化多晶硅压敏电阻的掺杂浓度 ,实现传感器灵敏度温度漂移自补偿 ;在传感器芯片上加做温敏电阻 ,通过调节激励源的温度特性 ,进一步减小传感器灵敏度温度系数 .采用以上措施 ,使多晶硅压力传感器有良好的高温稳定性 ,灵敏度温度系数绝对值小于 2× 10 -4/℃ .     

Noise in a CMOS digital pixel sensor

Based on the study of noise performance in CMOS digital pixel sensor(DPS),a mathematical model of noise is established with the pulse-width-modulation(PWM) principle.Compared with traditional CMOS image sensors,the integration time is different and A/D conversion is implemented in each PWM DPS pixel.Then,the quantitative calculating formula of system noise is derived.It is found that dark current shot noise is the dominant noise source in low light region while photodiode shot noise becomes significantly important in the bright region. In this model,photodiode shot noise does not vary with luminance,but dark current shot noise does.According to increasing photodiode capacitance and the comparator’s reference voltage or optimizing the mismatch in the comparator,the total noise can be reduced.These results serve as a guideline for the design of PWM DPS.     

CMOS数字像素传感器噪声研究

在研究CMOS数字像素传感器(DPS)噪声特性的基础上,利用脉冲宽度调制(PWM)原理建立了关于PWM DPS完善的系统噪声数学模型。相比于传统CMOS图像传感器噪声研究,该模型考虑了系统中各像素单元积分时间不同和像素级模数转换的特点,推导出总噪声表达式。研究表明,低照度时噪声由暗电流散粒噪声主导,光强大时主要来源为光电二极管散粒噪声。模型中光电二极管散粒噪声与光照无关、暗电流散粒噪声与光照有关。研究结果表明针对PWM DPS系统,适当增大节点电容和比较器参考电压、改善比较器失配可有效降低噪声。     

SCR器件在CMOS静电保护电路中的应用

静电放电(ESD)对CMOS电路的可靠性构成了很大威胁。随着CMOS电路集成度的不断提高，其对ESD保护的要求也更加严格。针对近年来SCR器件更加广泛地被采用到CMOS静电保护电路中的情况，文章总结了SCR保护电路发展过程中各种电路的工作机理。旨在为集成电路设计人员提供ESD保护方面的设计思路以及努力方向。     

MOSFET栅下碰撞电离与击穿研究

研究了场板终端技术对改善 MOSFET栅下电场分布和碰撞电离率的作用 ,结果表明 ,MOSFET在高压应用时 ,漏极靠近表面的 PN结处电场最强 ,决定器件的击穿特性。通过对实验研究与计算机模拟结果的分析 ,表明在不同的栅压下 ,此处场板长度的大小对栅下电场强度有直接的影响 ,合理地控制场板长度能有效地提高器件的击穿电压。     

高温压力传感器现状与展望

论述了多晶硅、SOI（绝缘体上硅）、碳化硅、SOS（蓝宝石上硅）、石英、溅射合金薄膜、陶瓷厚膜和光等高温压力传感器的基本结构、工作原理、特点及研究现状，展望了压力传感器的未来。     

CMOS图像传感器的自适应降噪方法研究

提出了一种用于CMOS图像传感器的新型自适应降噪方法,并进行了逻辑电路实现。该方法通过运动检测和边缘检测技术进行噪声功率统计和分析,选择性的利用中值滤波、均值滤波以及运动自适应滤波方法,对传感器输出图像进行了数字降噪处理。实验表明本文方法降低了高斯噪声和椒盐噪声的影响,有效提高了图像质量和峰值信噪比。其结构易于电路实现,适用于CMOS图像传感器内部的实时降噪处理。