强激光与粒子束
2024, 36(2): 025009
1 中国电子科技集团公司 第二十九研究所，成都610036
2 四川省宽带微波电路高密度集成工程研究中心，成都610036
为了保持直调电/光转换组件激光器恒温区域温度不变，提出了一种新型的热隔离高频信号传输结构。该结构采用低热导率介质的电容来传输高频信号，有效增大了电/光转换组件中射频和激光器芯片之间的传热热阻，降低了从射频到激光器芯片恒温区之间的热传导。仿真结果表明：与传统的电路片搭接结构、金丝级联结构相比，所提传输结构使半导体制冷器的热负载分别降低了20.5%、10%，电流分别降低了100、60 mA；同时，该传输结构在2~18 GHz频段内的回波损耗最大只有-16.7 dB，具备良好的射频传输性能。
热隔离 电容 低热导率 电/光转换组件 半导体制冷器 回波损耗 thermal insulation, capacitance, low conduction, e
1 中国电子科技集团公司第十三研究所, 河北石家庄 050051
2 固态微波器件与电路全国重点实验室, 河北石家庄 050051
介绍了一款基于 GaAs肖特基二极管单片工艺的 220 GHz倍频器的设计过程以及测试结果。为提高输出功率, 倍频器采用多阳极结构, 8个二极管在波导呈镜像对称排列, 形成平衡式倍频器结构。采用差异式结电容设计解决了多阳极结构端口散射参数不一致问题, 提高了倍频器的转换效率和工作带宽。对设计的倍频器进行流片、装配和测试, 测试结果显示: 倍频器在 204~ 234 GHz频率范围内, 转化效率大于 15%; 226 GHz峰值频率下实现最大输出功率为 90.5 mW, 转换效率为 22.6%。设计的 220 GHz倍频器输出功率高, 转化效率高, 工作带宽大。
倍频器 太赫兹 肖特基二极管 结电容 单片 frequency doubler tearhertz Schottky barrier diode junction capacitance Microwave Monolithic Integrated Circuit 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): 1080
山东理工大学 机械工程学院，山东 淄博 255049
针对因压电陶瓷固有的迟滞特性降低了压电陶瓷平台定位精度问题，该文提出一种基于前馈补偿的复合控制系统。首先建立前馈模型，提出并应用一种分段式的Prandtl-Ishlinskii模型，增加拟合精度，同时避免了复杂的求解过程，并求出迟滞逆模型，其建模误差率可达0.69%; 其次，对反馈回路设计了串联比例-积分(PI)数字电路、正弦激励电路及电容转换电路，进一步提高了压电陶瓷定位平台的控制精度。根据国标GB/T 38614—2020的测试标准进行实验测试，结果表明，在设计的复合控制系统控制下，压电陶瓷定位平台正、反向重复定位精度分别为0.013 1 μm和0.015 5 μm，准确度为0.033 5 μm，在计算出反向差值后得出迟滞误差为0.013%。与仅有前馈控制相比，其控制精度提高了79.57%。
压电平台 复合控制 前馈补偿 电容传感器 PI控制 piezoelectric platform compound control feedforward compensation capacitance sensor PI control
中国电子科技集团公司 第二十六研究所，重庆 400060
该文设计了一款用于电子不停车收费系统(ETC)的声表面波(SAW)滤波器。该款滤波器采用3-1-3分节的电容加权结构和电极宽度控制(EWC)的换能器单元结构，基片材料为128°Y-X铌酸锂。通过对滤波器外围匹配电感、换能器反射指结构和膜厚的优化，实现了滤波器小插入损耗和高阻带抑制，制作滤波器的中心频率为40 MHz，插入损耗为-7.5 dB。该文突破常规设计方法，采用在扇形结构中换能器全抽指加权SAW滤波器的设计手段，使器件最终满足ETC项目使用要求。
声表面波滤波器(SAW) 扇形结构 电容加权 抽指加权 SAW filter fan-shape structure capacitance weighting withdrawal weighting
提出了在屏蔽栅沟槽型MOSFET(SGT)的沟槽侧壁氧化层中形成浮动电极的结构, 通过改善电场分布, 优化了特征导通电阻与特征栅漏电容。在传统SGT结构的基础上, 仅通过增大外延层掺杂浓度, 改变浮动电极的长度和位置以及氧化层厚度, 最终得到击穿电压为141.1 V、特征导通电阻为55 mΩ·mm2、特征栅漏电容为4.72 pF·mm-2的浮动电极结构。与相同结构参数的SGT结构相比, 在击穿电压不变的条件下, 浮动电极结构的特征导通电阻降低了9.3%, Baliga优值提升了13%, 特征栅漏电容降低了28.4%。
屏蔽栅 浮动电极 特征导通电阻 特征栅漏电容 shielded gate floating electrode specific on-resistance specific gate-drain capacitance
南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京 210023
为了解决RC触发机制在小电容条件下开启时间不足的问题, 设计了一种新型ESD箝位电路。电路采用反馈和分流机制与电容组合的方法, 将小电容与一个受反馈nMOS控制的分流nMOS并联。分流nMOS分流了电容的充电电流, 从而延长了电路的开启时间。仿真结果显示, 新提出的电路开启时间足够长且能够快速响应ESD事件, 能够实现ESD保护。此外, 该电路引入可调节的最小开启电压, 能够有效避免快速上电条件下的误触发现象。
小电容 开启时间 最小开启电压 误触发 electrostatic discharge ESD small capacitance turn-on duration minimum starting voltage false trigger
1 重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
2 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
在流水线模数转换器(Pipeline ADC)电路中, 栅压自举开关中的非线性电容会对开关管的导通电阻产生直接的影响, 导致采样非线性。设计了一种三路径的高线性度栅压自举开关, 采用三个自举电容, 分别构成两条主路径和一条辅助路径, 使得输入信号在通过两条主路径传输到开关管栅端时加快栅端电压的建立, 同时利用辅助路径驱动非线性电容, 减少电路中非线性电容对采样电路线性度的影响, 从而增强信号驱动能力, 提高整体电路的精度。本文设计的栅压自举开关应用于14 bit 500 MHz流水线ADC的采样保持电路中。采用TSMC 28 nm CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明, 在输入频率为249 MHz, 采样频率为500 MHz的条件下, 该栅压自举开关的信噪比(SNDR)达到92.85 dB, 无杂散动态范围(SFDR)达到110.98 dB。
栅压自举开关 采样保持电路 非线性电容 主路径 辅助路径 gate voltage bootstrap switch sample and hold circuit nonlinear capacitance main path auxiliary path
1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210003
2 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 南京 210003
随着制造工艺的不断演进、电路规模的不断增大, 集成电路逐渐进入后摩尔时代。如何准确快速地进行寄生电容参数提取, 对于保证设计质量、减少成本和缩短设计周期变得越来越重要。文章提出了一种基于分段预留法的二维电容提取技术, 该技术基于改进的有限差分法, 采用非均匀网格划分和求解不对称系数矩阵方程, 模拟互连结构横截面, 可以高效计算出主导体的单位长度总电容以及主导体和相邻导体之间的单位长度耦和电容。为了验证提出方法的准确性和有效性, 进行了一系列验证实验。实验结果表明, 提出的互连线二维电容提取技术在寄生电容计算精度上平均提高了140倍, 运行时间平均缩了10%。
有限差分法 不对称系数矩阵 分段预留 寄生电容 FDM asymmetric coefficient matrix segment reservation parasitic capacitance
