设计了一种基于摆率增强的快速瞬态响应无片外电容LDO电路。其中, 误差放大器采用电流镜跨导结构, 降低了频率补偿的难度系数; 设计了一种可以为功率管栅极提供额外充放电电流的瞬态提升电路(TEC), 能快速响应负载的变化, 增大摆率, 有效提升了负载瞬态响应。仿真结果表明, 电路仅使用简单的密勒密勒补偿, 即可实现相位裕度在全负载范围内大于60°; 在0.5 μs的时间内, 负载在100 μA和100 mA之间发生跳变, 电路的下冲电压和过冲电压分别是69 mV和64 mV, 稳定时间分别是0.89 μs和0.86 μs。相较无TEC, 本文电路的下冲/过冲电压分别衰减73%和78%, 负载瞬态响应显著提升。

针对CMOS图像传感器高精度和低功耗的需求, 设计了一种14位列级模数转换器(ADC)。在传统斜坡式模数转换器(RAMP ADC)架构基础上, 采用了3位逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)与11位RAMP ADC相结合的两步式结构, 有效缩短了量化时间。RAMP ADC部分采用高低时钟的计数方法, 可显著降低计数区间内的功耗。同时, 提出了RAMP-SAR-RAMP切换的相关双采样逻辑, 可进一步减少静态随机存取存储器(SRAM)数量, 从而缩小版图面积。采用0.18μm标准CMOS工艺进行仿真, 结果表明: 在600MHz时钟、单沿计数的工作模式下, ADC量化时间为9.32μs, 在1.8V数字电源电压下, 计数区间内功耗均值为8.51μW。

钳位电压(Vpin)是影响 CMOS 图像传感器(CIS)中钳位光电二极管(PPD)电荷转移效率和满阱电荷容量的关键物理量。在辐照条件下, Vpin受辐射总剂量(TID)增加而升高, 因此研究其机理对抗辐照CIS的设计有重要意义。文章利用TCAD仿真软件分析了CIS器件的电学特性, 研究了Vpin受TID影响的机理。结果表明, 当辐照引起的氧化物陷阱电荷浓度达到3×1016cm-3时, 浅沟槽隔离(STI)附近的耗尽区将PPD中的pin层与地极电学隔离, 从而导致pin层电势易受到传输晶体管TG沟道电势影响而增加, 使得相同电子注入条件下PPD可存储的电子增多, 复位所需电压增大, 导致Vpin随着辐射总剂量增加而增大。

针对图像传感器中传统锁相环(PLL)存在的功耗高、抖动大,以及锁定时长等问题, 提出了一种基于计数器架构的低功耗、低噪声、低抖动、快速锁定的分数分频全数字锁相环(ADPLL)设计方法。首先, 采用动态调节锁定控制算法来降低回路噪声, 缩短锁定时间。其次, 设计了一个通用单元来实现数字时间转换器(DTC)和时间数字转换器(TDC)的集成, 以降低该部分由于增益不匹配引起的抖动。基于180nm CMOS工艺的仿真结果表明, 在1.8V电源电压下, 该ADPLL能够实现250MHz~2.8GHz范围的频率输出, 锁定时间为1.028μs, 当偏移载波频率为1MHz时, 相位噪声为-102.249dBc/Hz, 均方根抖动为1.7ps。

时间延时积分CMOS图像传感器(TDI-CIS)具有优良的微光探测能力, 可应用于航空探测及卫星遥感等领域。然而, 在入射光强较强时, TDI-CIS容易出现光晕(Blooming)现象, 影响观测效果。首先分析了光晕产生的机理; 然后基于两种传统的抗晕结构, 设计出一种具有沿垂直方向布局的长方形横向抗晕栅的TDI-CIS; 通过成像实验发现横向抗晕栅极电压与抗晕效果及满阱容量(FWC)之间呈负相关关系; 最后通过实验得到所设计TDI-CIS的最优抗晕栅极电压值为2.1V。

为了实现大面阵高帧频CMOS相机输出的Bayer格式图像的实时精准还原, 恢复其真实色彩, 减少整幅图像(特别是边缘图像)的色彩失真, 提出一个既能够准确还原图像色彩又能够尽量减少复杂性的算法。首先对目标图像进行预处理, 即将图像进行扩大, 整幅图像采用统一算法进行色彩还原, 以减少边缘处像素单独还原所增加的计算量。而后利用改进的梯度插值, 通过计算一个5×5邻域内的水平梯度边缘值和竖直梯度边缘值, 统计其两个方向边缘值的和来对边界方向进行仲裁。最后利用G分量插值结果对其他两分量进行还原, 从而大大减小了传统算法所引入的色彩失真。用MSE、PSNR两种方法对本文提出的改进算法进行评估, 结果表明本方法能够改善图像色彩还原程度、锐化图像边缘、提升计算效率、减少色彩失真。该方法可以实现12k×5k@10 f/s的图像数据实时色彩还原。本算法不仅色彩还原优于传统算法, 而且适合使用FPGA实现高速图像数据的实时色彩还原。

为了给从事红外混合气体检测领域的研究人员提供一定的借鉴与参考, 针对红外混合气体检测系统中的光学复用结构以及检测方法进行了详细评述。 目前, 以量子级联激光器(QCL)、 带间级联激光器(ICL)为代表的相干光源已逐渐取代热辐射红外光源、 红外发光二极管(LED)等传统非相干光源, 成为红外混合气体检测中的主流光源。 相应地, 具有超高探测度和极短响应时间的红外光探测器也逐渐超越以往的红外热探测器, 占据红外探测器领域的主导地位。 基于“复用思想”的光学复用结构则是红外混合气体检测系统的核心, 主要包括单光源复用检测结构和多光源复用检测结构。 其中, 单光源复用检测结构以其体积小、 集成度高等优点成为构建便携式混合气体检测系统的重要选择; 而多光源复用检测结构是时分复用、 频分复用、 波分复用等思想的具体化, 并凭借其较宽的光谱覆盖范围、 较高的光谱分辨率等优势成为当前混合气体检测系统中的主导结构。 应用于红外混合气体检测的检测方法主要有非分光红外(NDIR)光谱技术、 波长/频率调制光谱技术、 腔增强光谱技术以及光声光谱技术等。 研究人员可通过对红外混合气体检测系统各组成部分充分了解后, 设计出实用的红外混合气体检测系统, 对工农业生产、 环境监测、 生命科学等诸多领域都具有重要意义。

大多数OLED都用ITO做阳极，为了提高ITO的功函数、改善ITO表面的平整度和减少C的污染，通常要在生长有机材料前对ITO表面进行处理。介绍了目前用等离子体对OLED阳极进行处理的研究现状，给出了Ar、O2、H2、N2、N2O和CF4等离子体处理ITO后对平整度、功函数、接触角和OLED特性等的影响，在他人研究基础上得出结论：用等离子体对OLED阳极进行处理其器件特性不仅与处理ITO表面的气体种类有关，也与产生等离子体的条件有关。采用正交试验方法可优化等离子体处理工艺参数，获得高性能的OLED。

简化了光子晶体光纤的模式计算公式,计算了六角晶格光子晶体光纤的色散关系,对不同空气柱半径的色散作了比较,发现随着空气柱半径的增加,模式折射率变小,波导模式色散的零色散点向长波方向移动.