考虑制程变异的全芯片漏电流统计分析

为了解决在制程变异的影响下,全芯片漏电流很难被验证的难题,提出了基于新的漏电流模型的统计分析算法。建立了一个亚阈值漏电流模型以及它的参数提取方法。该模型不仅包含了小尺寸器件的量子效应和应力效应,而且能够很好地与实验数据拟合。65 nm工艺节点下由于制程变异而引起的亚阈值漏电流波动表明,主要的变异源为有效沟道长度和阈值电压的变化。模型和对变异源的研究,验证了全芯片漏电流。模拟结果和实际电路测试结果的比较,证明了该算法的正确性和有效性。     

基于动态亚阈值的延迟型PUF电路设计

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)电路能有效抵御侵入式物理攻击,但随着芯片集成度以及物联网技术的不断提高,模型攻击、有限能耗预算等不仅严重威胁PUF电路的安全性,而且限制PUF电路的能效。通过对PUF电路以及亚阈值逻辑的研究,提出了一种基于动态亚阈值的延迟型PUF电路设计方案。该方案首先利用亚阈值压控电路构成输出函数非线性部分;然后利用电荷分享效应改变输出电压初始值,形成随激励信号变化的非线性输出函数;最后通过动态亚阈值判决器输出PUF响应。电路采用TSMC 65nm CMOS工艺设计,并通过HSPICE验证,能耗为0.238 pJ/bit,与同类电路相比能耗降低了20.67%,并具有良好的抗模型攻击特性。     

一种超低功耗的低电压全金属氧化物半导体基准电压源

针对传统带隙基准电源电压高、功耗高和面积大的问题,提出了一种超低功耗的低电压全金属氧化物半导体(MOS)基准电压源。该基准源通过电压钳制使MOS管工作在深亚阈值区,利用亚阈值区MOS管的阈值电压差补偿热电势的温度特性,同时采用负反馈提高了电压源的线性度与电源抑制比。整个电压源电路采用SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体工艺设计,仿真结果表明:基准电压源的电源电压范围可达0.5~3.3V,线性调整率为0.428%V-1,功耗最低仅为0.41nW;在1.8V电源电压、-40~125℃温度范围内,温度系数为4.53×10-6℃-1,输出电压为230mV;1kHz下电源抑制比为-60dB,芯片版图面积为625μm2。该基准电压源可满足植入式医疗、可穿戴设备和物联网等系统对芯片的低压低功耗要求。     

工作在亚阈值区CMOS OTA的研究

本文报道了一种新颖的 CMOS运算跨导放大器 ( OTA) ,OTA的设计核心 MOSFET工作在亚阈值区 .当MOSFET工作在亚阈值区时 ,其漏电流小于 1 0 0 n A,所以 ,这种 OTA具有更小的功耗 ,这就肯定了亚阈值区效应在低功耗电路设计中的重要作用 .计算机模拟结果表明 ,在电源电压为± 3 V时 ,该 CMOS OTA的 -3 d B带宽可达 1 .8MHz,线性输入范围可达到 -2 .5～ 2 .5V,功耗 53～ 1 3 9μW,误差小于 1 .2 % .     

超声强化亚临界CO_2萃取的动力学模型及机理

为了研究超声强化亚临界CO2萃取的机理,说明超声对亚临界CO2萃取的传质强化效果,借助萃取动力学模型对实验数据进行了拟合,并通过超声空化阈值的理论计算,得到亚临界CO2的空化阈值随温度和压力的变化,同时结合超声空化的验证实验,探讨了超声在亚临界CO2中的空化情况.结果表明:动力学方程能够较好地拟合萃取实验结果,模型方程中有无超声的E∞和k值的差异也证实了超声对亚临界CO2萃取有明显的传质强化效果;相对较高的温度和较低的压力更有利于超声空化效应的产生;亚临界CO2在理论计算不可能出现超声空化的条件下同样存在空化效应,此现象尚无合理的解释;超声强化亚临界CO2萃取的机理包括空化效应和强化传质.     

全耗尽围栅金属氧化物半导体场效应管二维模型

针对深亚微米围栅金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的短沟道效应随沟道长度减小而愈加明显,以及移动电荷在器件强反型区对表面势影响显著的问题,提出了一种全耗尽围栅MOSFET二维模型.同时考虑耗尽电荷和自由电荷的影响,结合沟道与氧化层界面处的边界条件,求解一维泊松方程,得到一维电势分布模型,然后结合器件源漏处的边界条件求解拉普拉斯方程,最终得到全耗尽围栅MOSFET精确的二维表面势模型,并在此基础上得到了阈值电压、亚阈值斜率等电学参数的解析模型.利用Sentaurus软件对解析模型进行了验证,结果表明:该模型克服了本征模型在重掺杂情况下失效和仅考虑耗尽电荷的模型在强反型区失效的缺点,在不同沟道掺杂情况下从亚阈值区到强反型区都适用;与原有模型相比,该阈值电压模型的误差减小了45.5%.     

对称薄膜双栅MOSFET温度特性的研究

文章对薄膜双栅MOSFET器件的温度特性进行了研究。首先对其进行理论分析,得到亚阈值电流、阈值电压和饱和电流等随温度的变化关系,并计算出理论结果,再用Medici模拟仿真加以验证,比较了不同温度下的输出特性、饱和漏电流、阈值电压与温度变化的关系,验证结果表明两者是一致的。     

亚阈值32位数据通路设计

亚阈值数字电路技术是特殊的超低功耗技术,适用于对低功耗要求苛刻,但速度要求不高的应用领域。该文提出了亚阈值数字标准单元设计方法,从尺寸、驱动、结构几方面设计了亚阈值数字标准单元库。一个采用亚阈值单元库设计的32位数据通路结果表明:与采用传统库相比,数据通路的噪声容限提高了8%,工作频率提高了42%,能耗降低了27%,能量延迟积降低了49%,漏电流降低了64%。     

一种采用温度补偿的软启动电路及其在LDO中的应用

用高温漏电流补偿技术设计了一种可工作在-40～150℃范围的高稳定性低压差线性稳压器的软启动电路.芯片设计基于CSMC公司的0.5μm CMOS混合信号模型,并通过了流片验证.仿真与测试结果表明,该软启动电路可在-40～150℃范围内正确启动,并在高温下,低压差线性稳压器的误差放大器输入对管不会被误关断.     

低功耗UHFRFID射频/模拟前端解决方案

提出了用于无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片的射频/模拟前端.该射频/模拟前端通过系统分区和分时供电优化了系统功耗,子电路包括整流电路、基准电路、三轨稳压电路、解调/调制电路、上电复位电路以及时钟电路.通过引入阈值补偿,将全CMOS整流电路的整流效率提升至不低于48%;电流求和型亚阈值基准电路在保证基准精度的同时,有效降低了功耗和芯片面积;无需大尺寸无源器件的解调电路,并从系统架构层面解决了解调失真的问题.该射频/模拟前端电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺库仿真并投片验证,测试结果表明:直流功耗为3.6μA,芯片有效面积为0.27mm2.将该射频/模拟前端电路集成至一款UHF RFID标签芯片中,采用商用阅读器进行测试,其读取距离6m,平均读取速率达到89.9个/s.     

一种基于SSNFF的DDOS入侵监测模型

针对分布式拒绝服务攻击(DDOS)网络攻击,提出了一种新的基于小波分析的空间相关性选择正常流算法(SSNFF)的入侵检测模型.该模型利用SSNFF算法进行DDOS信号的提取,对提取的DDOS信号利用基于极大曲线长度阈值的去噪算法与阶越点判定算法进行入侵发生点的检测,克服了原有利用模极大值检测入侵点算法中不同幅值突变大小对检测性能的影响,进而给出一个使用中的判定模型,并对实际采集到的网络流量和仿真攻击流量的混合流做了计算机模拟验证,最后给出试验结果并进行了分析.     

考虑可移动电荷的双栅隧穿场效应晶体管电流模型

为了解决隧穿场效应晶体管(TFET)在强反型区表面势和漏电流精度下降的问题,建立了一种考虑可移动电荷影响的双栅TFET电流模型。首先求解考虑可移动电荷贡献的二维电势泊松方程,推导出表面势、电场的解析表达式;然后利用求得的电场表达式和Kane模型得到载流子的隧穿产生率;最后利用切线近似法计算隧穿产生率在隧穿区域的积分,建立了漏电流的简洁解析模型。利用器件数值仿真软件Sentaurus在不同器件参数下对所建模型进行了验证,仿真结果表明:考虑可移动电荷的影响能够提高强反型区漏电流模型的精度;在相同器件参数条件下,考虑可移动电荷的模型比忽略可移动电荷的模型精度提高了20%以上。     

一种基于光流和二级聚类的移动背景下的目标检测算法

针对现有的移动背景下的目标检测算法存在检测速度较慢、自适应性差和检测准确度不高的问题,提出了一种基于光流和二级聚类的移动背景下的目标检测算法;该算法融合了阈值自适应规则和基于优化检测结果的反馈机制。首先采用Lucas-Kanade光流跟踪算法和DBSCAN聚类算法提取出前景目标,然后采用改进的凝聚层次聚类算法将前景目标分类。在第一级聚类时建立基于初始聚类结果的自适应规则,实现了自适应地检测目标;在第二级聚类后,通过去除错误匹配特征点和阴影区域特征点优化检测结果;并将优化后的检测结果反馈给第一级聚类过程以更新适用阈值,使目标检测更准确。在多个视频库上进行验证,实验结果证明该算法检测速度快、自适应性良好、检测准确度高。     

正交曲线坐标下Boussinesq方程的初步研究

从质量守恒方程和Euler方程出发,推导出包含底摩擦耗能、波浪破碎效应和亚格湍流效应的改进型Boussinesq方程,并对该方程以及边界条件进行了正交曲线转换;建立了正交曲线坐标系下的二维波浪模型并用实验地形对该模型进行了验证,计算结果与实测数据吻合很好,这说明该模型可以较好地模拟波浪传播过程中的浅水变形、折射、绕射和反射等现象。     

最小费用最大流维度拓展及其在反洗钱中的应用研究

本文借助最小费用最大流理论对时间压力下最小风险最大流问题进行了研究,分析了最小风险、最大流路径下的最短时间,构建了基于时间压力条件下的最小风险最大流模型,利用多目标规划方法给出了求解该模型的算法,最后通过实例验证了该方法的有效性.     

低亚阈值摆幅铝掺杂二氧化铪铁电材料金属-铁电层-绝缘层-半导体场效晶体管研究（英文）

首次制备了完全CMOS工艺兼容的铝掺杂二氧化铪铁电材料金属-铁电层-绝缘层-半导体场效晶体管,并对其电学特性,如I-V,C-V等进行测量与分析,最终实现亚阈值摆幅为27 mV/decade的金氧半场效晶体管.栅极漏电流机制亦被探讨,并推断出Poole-Frenkel效应是产生铝掺杂二氧化铪铁电材料晶体管漏电流的主要原因.     

低亚阈值摆幅铝掺杂二氧化铪铁电材料金属-铁电层-绝缘层-半导体场效晶体管研究

首次制备了完全CMOS工艺兼容的铝掺杂二氧化铪铁电材料金属-铁电层-绝缘层-半导体场效晶体管,并对其电学特性,如I-V,C-V等进行测量与分析,最终实现亚阈值摆幅为27 mV/decade的金氧半场效晶体管.栅极漏电流机制亦被探讨,并推断出Poole-Frenkel效应是产生铝掺杂二氧化铪铁电材料晶体管漏电流的主要原因...     

事件驱动型直流系统绝缘监测PSIM仿真研究

针对直流系统中单一测量绝缘电阻方法的不足,提出了一种新型的、可用于识别测量母线、支路绝缘电阻的方法,并给出了平衡电阻、漏电流阈值的限定整定方法,最后通过在PSIM软件中搭建仿真平台,验证了该方法的正确性和准确性.     

基于MGCBF算法的长流信息统计

为提高流测量系统的运行效率,减小其所需存储资源,在分析网络中流长分布特性的基础上,提出一种新的用于测量长流数量并维护其流信息的算法———多粒度计数bloom filter(MGCBF).利用较少的固定存储空间,MGCBF可以在保持较小误差比例的情况下,对所有到达的流基于报文计数.在MGCBF算法的基础上以指定报文数为阈值建立了一个长流信息统计模型,并对该模型所需的存储空间、计算复杂度和计算误差进行了分析和讨论.通过将其分别应用于来自不同网络的TRACE:CERNET和CESCAI,验证了该算法在保证测量精度的同时可以大幅度减小维护流信息所需的系统资源.     

基于时间序列相似性匹配算法的地震预测研究

把匹配抽象时间序列相似性的方法引入到地震预报的应用中,结合大量地震历史源数据,地震领域的专家经验知识和相关成果基础上,提出了一种简化的抽象时间序列匹配模型。该模型在对海量数据进行预处理筛选的基础上再进行时间相似性匹配,增加了横向和纵向多方位地区和多方位时间段的匹配,不同时间差和阈值的匹配,并通过大量实验对该模型进行了反复验证,同时对我国地震频繁地区近几十年的地震历史数据进行了相似性匹配实验分析,取得了可信度较高的实验结果,实验结果验证了所给时间序列相似性匹配控制策略的有效性、实用性以及算法的优越性。