细胞电融合中珍珠串的形成及其频率特性研究

本文为进行细胞电融合对悬浮液中的细胞在非均匀交变电场作用下形成珍珠串排列的频率特性进行了研究.利用针尖对针尖电极形成的非均匀电场,在100kHz 到30MHz 的范围内,观察细胞珍珠串的形成与外加电场频率的关系,并通过建立极化物理模型,在理论上进行了初步探讨.     

高PSRR超低噪声的LDO设计

便携式医疗电子设备在信号传输中易受到噪声干扰,为了抑制交流纹波对微小信号的影响,设计了一种高电源抑制比(power supply rejection ratio,PSRR)、超低噪声的低压差线性稳压器(low-dropout regulator,LDO)。利用电流缓冲和动态零极点追踪补偿技术来实现环路的稳定,同时也扩展了环路的单位增益带宽,提高了高频下的PSRR。稳压器采用两级结构,通过预稳压调制级加低通滤波器结构来实现低压差线性稳压器的超低噪声,且低通滤波器的截止频率有利于低频下PSRR的提高。基于5V-0.35μm CMOS工艺设计,采用cadence仿真软件进行仿真验证。仿真结果表明,在100kHz、10kHz、1kHz、100Hz频率下,PSRR分别可达到-66、-85、-96和-97dB。在不同的负载下,输出噪声在10Hz~100kHz频段不超过10μVrms,重载(250mA)时的输出噪声最低可达到7.5μVrms,可用于便携式医疗电子设备。     

神经元集群电信号探测用微电极阵列

介绍了一种用于神经元集群电信号探测的2 x2微电极阵列芯片.该芯片集成了4个直径为20 μm、中心间距为100μm的圆形微电极.4个电极点周围都布满地线作为参考电极,4个电极点与参考电极的间距分别为5,10,15和20μm.芯片版图设计及验证采用华大九天系统设计软件Zeni完成,并通过无锡CSMC公司的0.6 μm DMDP CMOS标准工艺实现,芯片面积为O.28mm x0.40mm.对芯片进行了在晶圆电学测试,采用频率为10 Hz～1MHz,幅度为50 mV的正弦信号作为输入信号,分别测试4个电极点的阻抗特性.测试结果表明,在10 kHz处4个电极点的等效阻抗模值在0.7～2.1 MΩ之间,达到了细胞外电信号测量的要求.在芯片表面进行了1-929细胞和胎鼠海马神经元培养实验,结果表明芯片经过表面生物相容性修饰后可用于细胞外电信号测量.     

气体绝缘系统电极表面覆膜时金属导电微粒带电原因分析

在施加直流或交流电压的表面覆涂绝缘介质的楔形电极结构条件下，讨论了SF6中自由金属导电微粒在电场梯度力存在时的运动特性．通过实验测得的自由导电微粒运动起始时的电压，计算得到微粒所带电荷量，该结果与采用法拉第筒测得的结果吻合，即当电极表面覆以100μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜时，微粒带电量约为未覆膜时的30％～60％．通过对微粒与介质间局部放电导致发光现象的实验观测研究，表明表面覆涂绝缘介质的非平行平板电极间自由金属导电微粒的带电机理在直流电压下为电导电流或薄膜表面极化带电，交流电压下为微粒与介质间的微放电．     

应用于TV Tuner的片上LDO设计

给出了一种应用于电视调谐器(TV Tuner)中的片上低压差线性稳压器(LDO)的设计方案.分别设计了一个瞬态增强型的LDO和一个低噪声高电源抑制比(PSR)的LDO,芯片在0.18μm CMOS工艺下流片,面积分别为0.014mm2与0.045mm2.瞬态增强LDO在负载从0变化到30mA时,输出动态电压变化为100mV;低噪声高PSR LDO 100Hz到100kHz的积分噪声为9.2μV,PSR在1kHz处为-80dB,在1MHz下为-46dB.     

砷化镓太赫兹光导天线的制备及性能研究

用半绝缘砷化镓(SI-GaAs)材料制备了太赫兹(THz)光导天线和天线阵列,其电极间隙分别为50μm、100μm、150μm。用THz时域光谱系统(THz-Time domain system)测试和比较了三种不同电极间隙天线的THz辐射性能,研究了电极间隙的大小对光导天线辐射THz性能影响。实验表明相同衬底材料、几何结构和制作工艺的天线,辐射出的THz电磁波的频谱基本相同,与电极间隙无关;光导天线THz电磁波远场辐射强度与外加偏置电场和天线的有效辐射面积成正比。光导天线阵列在相同的偏置电场以及相同激光光源的情况下比常规光导天线有更强的辐射THz波的能力。     

脑电信号提取专用电极芯片的设计

根据脑电信号的特性,提出一种适用于检测脑电信号的电极芯片的系统设计方案,分析系统所涉及的主要模块的实现技术.系统采用双铝双多晶(DPDM)标准的0.6μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺完成系统信号处理电路的设计,同时采用单片集成微机电系统(MEMS)的工艺技术完成检测电极的制造,检测电极为4 mm×4 mm,电极针头长度为30～50μm,针头间距为100～210μm.系统的滤波模块主要是带通滤波电路,通带范围为0.5～50 Hz,低噪声放大电路和可调增益放大器采用基于斩波的差分差值放大器(CHS-DDA)技术,而连续时间滤波器则采用转导-电容(Gm-C)技术.     

吸附-介电泳法去除废水中的镉离子

在显微静态吸附-介电泳装置上观察吸附了Cd~(2+)的生物陶微粒的介电泳现象,然后在以不锈钢丝网作电极的吸附-介电泳工艺装置上研究废水中Cd~(2+)的去除效果,系统考察了外加电压、生物陶吸附时间、不锈钢丝网电极孔径等因素对Cd~(2+)去除率的影响.结果表明,吸附了Cd~(2+)的生物陶颗粒发生明显的正介电泳迁移;在吸附时间为12 h、外加电压为8 V、不锈钢丝网电极孔径为188μm的条件下,吸附-介电泳法对Cd~(2+)的去除率达99.37%,较单纯生物陶吸附平衡时Cd~(2+)的去除率(36.01%)提高了63.36%,吸附时间缩短19 h;吸附了Cd~(2+)的生物陶颗粒因发生正介电泳捕获而富集在不锈钢丝网电极上更利于洁净水体.     

采用0.13μm CMOS工艺开关电容ΔΣ调制器的设计和实现

 采用0.13μm CMOS工艺设计并实现了一个开关电容2阶ΔΣ调制器.该调制器能够将一个中心频率为455 kHz,带宽为10kHz的调幅信号转换成具有10位分辨率、信噪比为62dB的1位编码信号.在设计运算放大器时,充分考虑了短沟道晶体管设计的一些特殊要求,特别是考虑了MOS场效应管的输出电导gd这个非常敏感的设计参数.所设计电路的芯片的面积为260μm×370μm,工作电压为1.2 V.与其它的同类调制器相比,由于采用0.13μm CMOS工艺进行设计,因而芯片面积小,工作电压低.     

一种高速14/16双模相位开关预分频器

分析了无线通信领域频率综合器的关键模块高速预分频器(prescaler)的设计方法,并根据电路要求设计了一个适用于WLAN 802.11a/b/g标准的14/16双模相位开关预分频器.该电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺实现,总芯片面积470μm×420μm.测试结果表明在1.8 V电源电压下它的正常分频范围高达1.46~6 GHz.当输入频率为6 GHz时,电路在14和16两种分频模式下相位噪声分别为-117.70 dBc/Hz@10 kHz和-118.36 dBc/Hz@10 kHz.     

交变电场作用下离子扰动对KMnO4水溶液相变过程的影响

为探索生物材料低温保存的新方法,以质量分数为0.9%的KMnO4溶液为实验样品,将其置于-30℃低温环境中冷冻,同时施加交变电场(频率为50 Hz~100 kHz)干扰,通过显微观察研究交变电场对含盐溶液液-固相变过程的影响.研究发现,交变电场作用对溶液中冰晶生长具有明显的抑制作用,形成的纯水冰晶体积明显减小,离子分布趋于均匀,部分区域可能形成微晶冰或含盐冰.分析认为,对于强电解质溶液,交变电场作用下产生的离子扰动是影响含盐水溶液液-固相变过程的主要原因.     

镓掺杂碳纳米管场发射性能的研究

采用催化热解方法制备出镓掺杂碳纳米管,并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜.扫描电子显微镜观察表明,纳米管直径在20~50 nm之间.对此薄膜进行低场致电子发射测试表明,其场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管、碳氮纳米管和硼碳氮纳米管.当外加电场为1.1 V/μm,发射电流密度为50μA/cm2;当外电场增加到2.6 V/μm时,发射电子密度达到5 000μA/cm2.对其场发射机理进行探讨.     

Core loss analysis of Finemet type nanocrystalline alloy ribbon with different thickness

Nanocrystalline soft magnetic materials are widely used in power electronic applications due to their high permeability,magnetization and low core loss.In this paper,Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7(at%)nanocrystalline alloy ribbons,with ultra-thin thickness of 14μm,and also 18 and 22μm,were prepared by a planar flow casting method with a single roller device.Soft magnetic properties of these ribbons were analyzed after nanocrystallization annealing.The experiments were conducted on toroidal samples using IWATSU B-H Analyzer over a frequency range of 10–100 kHz,at induction amplitudes of 100–500 m T,at room temperature.It was found that the excess eddy current loss P_(ex)was the dominant factor in the overall core loss above 10 k Hz.The toroidal samples made of the 14μm thickness ribbon exhibit very low total core loss of 48 W/kg at a frequency of100 kHz and magnetic flux density of 300 mT.The ratio of the P_(ex)was up to 89%at 100 kHz.The ribbon with lower thickness exhibits lower P_(ex)and therefore lower total core loss.The domain structure evidences were found.It indicates that the ribbons with small thickness are preferable for application in high frequency condition.     

氮化硼薄膜的厚度对场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法, 在n型（100）Si基底上沉积了不同厚度（54~124 nm）的纳米氮化硼（BN）薄膜. 红外光谱分析表明, BN薄膜结构为六角BN（h-BN）相(1 380 cm^-1和780 cm^-1)结构. 在超高真空系统中测量了不 同膜厚的场发射特性, 发现阈值电压随着厚度的增加而增大. 厚度为54 nm的BN薄膜样品阈 值电场为10 V/μm, 当外加电场为23 V/μm时, 最高发射电流为240 μA/cm². BN薄膜场发射F-N曲线表明, 在外加电场作用下, 电子隧穿了BN薄膜表面势垒发射到真空.     

六氟化硫与空气的混合气体的冲击击穿特性

本文报告了在六氟化硫与空气混合气体(SF_6/Dry Air)同轴电极系统中内电极固定导电微粒时,施加不同波形的冲击电压(250/2500μs操作冲击电压,1.5/50μs雷电冲击电压,1.5/2500μs短波前长波尾冲击电压)下的电晕稳定——击穿特性.实验结果表明,冲击电晕稳定与击穿电压决定于SF_6含量及波前时间,几乎与波尾时间无关.     

片上集成自动可调谐非对称带通滤波器

提出了具有3阶高通、2阶低通的带有自动调谐系统的有源电阻电容非对称带通滤波器结构.带通滤波器的中心频率为4.055 MHz,带宽为2.63 MHz.源阻抗为50Ω时,滤波器带内3阶交调量为18.489 dB.m.滤波器输入参考噪声为47.91×10-6Vrms(均方根电压).滤波器采用基于二进制搜索算法(BSA)的调谐方案,其调谐精度为(-1.65%,2.66%).调谐电路的芯片面积为0.282 mm×0.204 mm,不到主滤波器面积的1/5.调谐系统完成调谐功能后会自动关闭,降低了功耗和对主滤波器的串扰.在1.8 V电源电压下,滤波器消耗电流为1.96 mA.该滤波器已在IBM 0.18μm标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺线流片成功.     

（光）助电-Fenton降解有机染料罗丹明B

以高纯石墨电极为阴极,铁片为阳极,Na2SO4溶液为支持电解质,通过阳极氧化提供Fe^2＋/Fe^3＋和阴极还原溶解氧转化为H2O2而形成Fenton体系,以降解有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）为探针反应,研究了外加电压、铁电极面积（电荷密度）、极间距、电解质溶液浓度及外加紫外光照射（300 nm〈λ〈380n m）等因素对RhB降解反应的影响.结果表明：外加电压为7 V,铁片面积为3 cm^2（电荷密度为0.045 A/cm^2）,电极之间距离为4 cm,Na2SO4质量浓度为10 g/L时,反应100 min后RhB褪色完全.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法分别跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基（·OH）,表明RhB降解过程涉及·OH历程.通过分析测定RhB降解过程TOC变化和红外光谱分析,表明染料降解反应不仅仅为简单褪色而且深度氧化,180 min矿化率为73.0%.     

细胞融合仪的研制及其在植物原生质体融合中应用的效果

当向融合小室内的电极输送一交流电场(正弦波,150—200V/cm,500kHz)以产生双向电泳后,悬浮在两个电极之间(距离200μm)的原生质体两个或几个成行排列在电极上。然后施加一高压单向脉冲(方波,850—1150V/W,80—130μs),能诱导成对的原生质体融合。我们把按此设计研制的整套装置称为细胞融合仪。菠菜、烟草、青菜和二月兰叶肉细胞的原生质体用本研制的细胞融合仪进行融合实验,获得了满意的结果,融合百分比一般超过70％,有的高达100％。这证明了该仪器性能稳定,效果良好,可用于植物细胞融合的研究。     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制Ⅳ:采用二维PIV除尘

利用粒子成像测速法(PIV)和电子低压冲击仪(ELPI),研究实验室规模的电除尘器(ESP)内电场强度、电晕放电功率和气流场等因素对PM10(粒径小于10μm的颗粒物)分级收尘效率。电除尘器为线-板式电极结构,其中板-板间距为200 mm,高电压电极为单根或双根。实验颗粒物采用艾灸烟作为示踪粒子,气体流量85 m3/h,颗粒物初始质量浓度33 mg/m3左右。实验结果表明,随着电场强度或电晕放电功率的增加,在高压电晕极线周围气流场从有规律的单个涡旋发展为相互作用的多个涡旋,优化电晕放电离子风分布是提高PM10收集效率和降低电耗的关键。从颗粒物个数浓度、外加电场或电晕放电功率看,可将电除尘器性能以电场强度为3 k V/cm为界分为2个区域。当电场强度低于3 k V/cm时,分级除尘效率随着电场强度或电除尘指数的增加而增加。然而,当电场强度远大于3 k V/cm时,收尘效率基本不变或降低。     

芯片表面微翅片强化FC-72流动沸腾传热

为采用高效传热技术来提高芯片的冷却效率 ,保证芯片的正常工作 ,研究了不带电介质FC 72在微翅片尺寸 (厚度×翅片高 )分别为 5 0μm× 190μm ,5 0μm× 2 5 0μm ,10 0μm× 15 0μm和 10 0μm× 30 0μm的 4种强化面芯片表面的流动与沸腾传热性能 ,探讨了FC 72过冷度对沸腾传热的影响 ,并与光滑面芯片的沸腾传热性能进行了对比 .实验结果表明 ,随着FC 72过冷度的增大 ,所有实验芯片的临界热流密度增大 .强化面芯片的临界热流密度所对应的壁温低于 85℃ ,而光滑面芯片的临界热流密度所对应的壁温高于85℃ .在相同过冷度下 ,强化面芯片的最大热流密度是光滑面芯片的 7～ 9倍 ,表明微翅片结构能显著地强化不带电介质FC 72的沸腾传热