Memristor emulator with tunable characteristic and its experimental results

In this study, operational transconductance amplifier (OTA) based simple and practical TiO₂ memristor emulator is presented. The proposed memristor emulator employs a multi-outputs OTA, an analog multiplier and a resistor and a capacitor. The parameters of the proposed memristor emulator can be tuned electronically by changing the biasing current of the OTA. Change of the transconductance gain of the OTA provides an advantage: “externally controllable memristor”. Non-volatile resistive switching characteristics and an application of this proposed memristor are given. Also, the memristor emulator is implemented using the commonly available OPA860. The effectiveness of the proposed memristor emulator is verified by the experimental results, which show good agreement with the theoretical and simulation results.     

一种用于电流型电化学传感器的CMOS模拟前端芯片

本文提出了一种用于电流型电化学传感器的CMOS模拟前端芯片,芯片具有高度可编程性,其内部集成了可通过I2C接口总线与外部控制芯片通信的可配置数字模块电路。结合incremental型sigma-delta模数转换器与数字域相关双采样技术,提出并实现了一种新的两次采样的系统架构。该芯片基于华虹宏力0.18μm标准CMOS工艺流片,消耗芯片面积为1.3 mm × 1.9 mm,测试结果表明：该芯片16位数字输出具有高精度,高线性度特性,可检测溶液中磷酸根离子浓度的精度为0.01 mg/L。     

MCML结构高速数模转换器的设计

本文基于MCML结构,采用TSMC 0．18μm 1P6M CMOS标准工艺设计方法,通过模拟仿真试验,设计出了一个8位分段式全温度计编码的高速数模转换器,该电路在采样频率为1 GHZ,输入正弦波频率为122 MHz时,SFDR达到了58．35 dB,在采样频率为2 GHZ,输入正弦波频率为244 MHz时,SFDR达到了50．21 dB。     

Automating the sizing of transistors in CMOS gates for low‐power and high‐noise margin operation

This paper presents an automatic method for sizing the transistors in CMOS gates. The method utilizes a feedback control system to efficiently optimize the transistor sizes in small and large fan‐in gates, with the primary goal of enhancing noise robustness (as characterized by the static noise margin). The gates retain their robustness under threshold‐voltage variations over a range of supply voltages. The optimized gates not only expend reduced power and energy, but also take up less area than the conventional ones. These multi‐faceted gains, however, do incur some performance loss. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

融合RFID的无线湿度传感器节点设计研究

针对融合RFID的无线湿度传感器节点设计的需求,采用中芯国际0.18μm CMOS工艺设计并制造了一种集成湿度传感器节点。该传感器节点采用湿度传感器与其它标签电路集成设计,制造成本低。湿度传感器单元采用聚酰亚胺作为感湿材料,利用顶层金属层制作叉指结构电极,无需任何后处理工艺。整流电路采用自偏置结构降低了MOS开关管的有效导通电压,避免了高成本肖特基工艺的使用。接口电路基于锁相环原理,采用全数字电容-数字直接转换结构,能够工作在超低电源电压下。后期测试结果显示,该无源湿度传感器标签在常温下灵敏度为18.75 f F/%RH,最大回滞偏差7%,整体功耗约为4μW,在阅读器发射功率为2 W条件下,最大工作距离达到14 m。     

基于片上变压器耦合的CMOS功率放大器设计

设计了一个2 GHz全集成的CMOS功率放大器(PA),该PA的匹配网络采用片上变压器实现,片上变压器用来实现单端信号和差分信号之间的转换和输入、输出端的阻抗匹配。采用ADS Momentum软件对片上变压器进行电磁仿真,在2 GHz频点,输入、级间和输出变压器的功率传输效率分别为74.2%,75.5%和78.4%。该PA基于TSMC 65 nm CMOS模型设计,采用Agilent ADS软件进行电路仿真,仿真结果表明:在2.5 V供电电压、2 GHz工作频率点,PA的输入、输出完全匹配到50Ω(S11=–22.4 d B、S22=–13.5 d B),功率增益为33.2 d B,最高输出功率达到23.4 d Bm,最高功率附加效率(PAE)达到35.3%,芯片面积仅为1.01 mm2。     

应用于CMOS图像传感器的联合降噪插值算法研究

提出了一种可应用于CMOS图像传感器的联合并行图像预处理算法,其中,色彩插值算法采用双线性插值法和边缘导向插值法相结合的方式来完成色彩还原,而降噪算法采用带阈值的空间自适应滤波降噪算法,在硬件语言描述算法时,将两种算法的处理过程进行了联合处理.实验仿真结果表明,通过对算法进行ISE仿真和Matlab显示处理,得到色彩饱和度较高的彩色图像,峰值信噪比(PSNR)为30～36 dB.整个处理过程有效地简化了片上系统(SOC)的图像处理过程,提高了算法的运算速度,节省了芯片面积且降低了系统功耗,为CMOS图像传感器的片上系统集成化设计提供了技术支持.     

基于0.35μm CMOS工艺的APD器件仿真分析

提出了一种基于0.35μm CMOS工艺的、具有p+/n阱二极管结构的雪崩光电二极管(APD),器件引入了p阱保护环结构.采用silvaco软件对CMOS-APD器件的关键性能指标进行了仿真分析.仿真结果表明:p阱保护环的应用,明显降低了击穿电压下pn结边缘电场强度,避免了器件的提前击穿.CMOS APD器件的击穿电压为9.2V,工作电压下响应率为0.65 A/W,最大内部量子效率达到90％以上,响应速度能够达到6.3 GHz,在400～900 nm波长范围内,能够得到很大的响应度.     

安防用CMOS图像传感器片上图像信号处理电路综述

图像信号处理技术的研究和应用在安防领域具有特殊的重要意义.介绍了一系列用于安防系统CMOS图像传感器片上图像信号处理电路的原理和算法.具体包括黑电平校正、镜头阴影校正、插值降噪、色彩校正、伽玛校正、自动白平衡、自动曝光、自动聚焦、YUV空间转换(RGB2YUV),以及背光补偿等模块处理电路等.     

适用于DC-DC开关电源的振荡器设计

应用于手机等通信电子产品电源系统的DC-DC开关电源变换器芯片,要求具有高性能的振荡器。鉴于此要求,设计了一款具有充放电电容的高性能振荡器。该振荡器基于0.5μm BCD工艺库,利用Cadence和Hspice软件,在芯片系统典型应用环境下仿真,得到的内同步振荡频率为794 k Hz,外部EN同步振荡频率为1 MHz到2MHz;在VCC=5.5 V,0~125℃温度范围内振荡器的频率偏移在6%以内。仿真结果显示,该振荡器性能良好,适用于DC-DC开关电源。