基于CNFET的高速低功耗三值灵敏放大器设计

通过对碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)和灵敏放大器原理的研究,提出了一种基于CNFET的高速低功耗三值灵敏放大器设计方案。该方案首先剖析三值反相器电路结构,采用交叉耦合反相器作为三值锁存器;其次结合输入输出信号分离方法,提高放大差分信号速度;然后利用使能信号控制电路状态,降低三值灵敏放大器功耗。采用32nm CNFET标准模型库进行HSPICE仿真,结果表明所设计的电路逻辑功能正确;芯片成品率高达96.48%,具有较强的稳定性,且与利用CMOS设计的二值灵敏放大器相比工作速度提高64%,功耗降低83.4%。     

适用于低电源电压的快速预充Flash灵敏放大器

提出一种新型快速预充Flash灵敏放大器, 能够实现在低电源电压下的快速工作。采用反相器反馈控制的预充电路模块, 使得预充速度得以提升。还提出新型快速预充Flash灵敏放大器的改进型, 进一步使用反相器构成参考电压发生电路, 取消电流源模块, 从而降低功耗。新型电路在速度和功耗上有较大改善, 65 nm CMOS工艺条件下仿真结果表明, 相比传统结构,新结构预充速度提高15%, 功耗降低14%。     

阻变存储器读电路的优化设计

随着阻变存储器高阻态和低阻态间阻值窗口的减小,电流型灵敏放大器的读正确率降低.设计了一款电压型灵敏放大器,应用在读电路中,有效地解决了这一问题.该电压型灵敏放大器电路结构简单,经SMIC0.13μm下流片验证,它的读出时间为125ns,面积仅为756μm2,功耗为41.25μW,读窗口为260mV,相比电流型灵敏放大器50mV的读窗口有了很大的改进.     

一种新型电流镜运算跨导放大器的设计

针对传统低压微功耗电流镜运算跨导放大器存在低增益和小摆率的缺陷,设计了一款新型电流镜运算跨导放大器。在不影响电路的静态功耗和稳定性的基础上,该运算跨导放大器采用增益提高(gain-boosting, GB)结构,增大了电路的小信号增益;引入开关型摆率增强(switched slew-rate enhancement, SSRE)结构,提高了电路的大信号摆率。基于UMC 0.11μm标准CMOS工艺进行电路设计和仿真。仿真结果表明：在1.2 V电源电压和10 pF负载电容下,与传统电流镜运算跨导放大器相比,设计的新型电流镜运算跨导放大器的增益提高了47 dB,正摆率提高了11.2倍,负摆率提高了12.4倍。     

新型低功耗320×288 IR ROIC 中列读出级的设计

介绍了320×288红外(IR)读出电路(ROIC)中列读出级的低功耗设计。采用新型的主从两级放大的列读出结构和输出总线分割技术相结合。其中主放大器完成电荷到电压的转换,从放大器完成对输出总线的驱动来满足一定的读出速度,总线分割是把320列分组来减少输出总线上的负载电容。通过spice的仿真可以发现,与传统的列读出级相比,这种新型结构的功耗由原来的47mW降到了现在的6.74mW,节省了80%以上的功耗。     

一种低功耗高精度电流比较器的设计

针对传统电流比较器功耗高、精度低等问题,提出了一种基于Wilson电流源的CMOS电流比较器电路.它由Wilson电流源、差分放大器和输出增益级3部分组成.由于Wilson电流源具有较好的恒流特性以及较高的输出阻抗,所以该电流比较器具有较高的比较精度和低延迟的传播特性.采用TSMC 0.18 CMOS工艺HSPICE模型参数对该电流比较器的性能进行了模拟,该电路具有较高的比较精度,当参考输入电流为5 nA时,电路正常工作.当输入差分电流为1μA时延迟为2.2 ns,电路的功耗在TT(typical)工艺角下为95μW.结果表明,该CMOS电流比较器具有较大的速度/功耗比,性能受工艺偏差影响较小,适用于高速、低功耗电流模集成电路.     

一种使用浮动电源线嵌入式超低功耗SRAM的设计

为了解决存储单元的亚阈值泄漏电流问题,分析了在深亚微米下静态随机存储器(SRAM)6-T存储单元静态功耗产生的原因,提出了一种可以有效减小SRAM静态功耗浮动电源线的结构,并分析在此结构下最小与最优的单元数据保持电压;最后设计出SRAM的一款适用于此结构的高速低功耗灵敏放大器电路.仿真测试表明,使用浮动结构的SRAM的静态功耗较正常结构SRAM的静态功耗大大减小.     

一种EEPROM存储单元的读出电流检测电路

针对电可擦除编程存储器(EEPROM)存储单元的读出电流需要被精确检测的问题,该文提出了一种对EEP-ROM存储单元进行工作电流检测的电路,该电路主要用电流镜来搭建,和读出电路中的灵敏放大器相连。在检测时用电流镜电路把灵放的读出电流镜像到电流检测的输出端。模拟结果显示,用这种检测电路来检测读出电流可以取得较高的精度(98.5%)。同时,电路本身结构简单,在实际中易实现。     

新型低功耗320×288 IR ROIC中列读出级的设计

介绍了320×288红外（IR）读出电路（ROIC）中列读出级的低功耗设计。采用新型的主从两级放大的列读出结构和输出总线分割技术相结合。其中主放大器完成电荷到电压的转换,从放大器完成对输出总线的驱动来满足一定的读出速度,总线分割是把320列分组来减少输出总线上的负载电容。通过spice的仿真可以发现,与传统的列读出级相比,这种新型结构的功耗由原来的47mW降到了现在的6.74mW,节省了80％以上的功耗。     

一种基于BiCMOS工艺误差放大电路的设计

针对消费电子产品PWM电流型DC-DC电源管理芯片的特点，设计了芯片中所必需的误差放大器，利用带隙基准电压源的原理，结合OTA放大器，提出一种新的误差放大器电路的设计，实现了芯片中误差放大器的功能，满足了芯片电压环路的要求。基于UMC0．6μm BCDBiCMOS工艺，Hspice软件仿真的结果表明所设计的误差放大电路具有结构简单、稳定性高、功耗低等特点，可工作在3．3V-5．5V的电压范围下，性能有很大改善，满足了芯片的需要，可以用于类似芯片中。     

虚地输出式高精度数控电源设计

为了解决传统电源输出电压幅度不高的问题,设计了一款高精度、高质量的直流稳压电源——虚地输出式数控电源.它采用ATmega8单片机和高精度16位DA转换芯片——DAC8532进行程序控制,通过差分放大电路、运算放大电路和设置不同的参考点来进行电压放大和输出,并通过负反馈来提高电压输出精度.该设备能够产生较高的输出电压,具有安全方便、自动快捷等优点.     

水力发电变流调速系统关键设计和实验分析(英文)

直驱型水力发电系统使水轮机与发电机之间直接相连,为提高系统效率和可靠性,减少系统在进行有源逆变时,交流侧电感的大小影响系统静、动态性能,从稳态和瞬态电流跟踪出发,提出了满足水力发电系统要求的交流侧电感设计的新方法.针对传统的直流侧电容的参数设计方法的不足,即没有考虑PWM开关周期的延时而导致的整流器和逆变器同时向直流母线馈电的问题,提出了直流侧电容容量最小化的设计方法,对所设计的变流调速系统的特性进行了仿真和实验验证.结果表明,设计的变流调速系统不仅具有能量双向流动的特性,而且具有网侧功率因数可控,电流谐波含量低,直流母线电压泵升高快且可控的优点.     

一种低功耗大摆率Class-AB OTA电路设计

为提高低功耗条件下运放电路的工作速度,基于Class-AB复合型差分对、非线性电流镜传输、交叉耦合对管正反馈3种结构的有机组合,提出了一种高速运算跨导放大电路(OTA)的结构设计方案.该方案在低功耗条件下,电路具有优异的摆率倍增性能,同时电路小信号带宽与低频增益得到一定程度的改善.电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺进行设计并完成MPW流片.在5 V电源电压下测试得到的电路静态功耗仅为11.2μA,最大上升沿与下降沿摆率分别为10和2 V/μs,低频增益60 dB以上,单位增益带宽达到3 MHz.结果表明,新型Class-AB OTA电路比同类参考OTA电路具有更高的大信号瞬态响应品质因子.     

西门子6RA7018直流调速器的增容改造

小功率西门子6RA7018直流调速器具有控制效果好和价格相对低廉的特点，通过增容改造，保留原有的全数字控制优势，重新选择合适的功率单元和励磁单元，增加脉冲功率放大板和检测回路，并进行调试刷机和参数设定，使之实现价格高昂的西门子6RA70大功率直流调速器的调速功能．通过在某棒材厂轧机生产线上应用，改造后的大功率直流调速装置控制精度高，响应速度快，运行稳定可靠，项目经济效益明显．     

气体放电管器件IV测试系统

介绍了一种气体放电管的电流-电压测试平台的设计与实现,利用整流电路与信号滤波电路将交流电源变成直流电源,使用万用表的电流档来测试放电管的两端电压。该平台主要用于验证放电管器件的伏安特性的两段区域,具有测试速度快和易于操作等特点;并且可以利用该平台来研究PDP器件的物理机制。     

一种新型磁放大器式直流电流比较仪

研究了一种新型直流电流比较仪,它包括两个环节：双向自饱和磁放大器和双铁芯自饱和磁放大器。前者为敏感元件,后者为功率放大器,由此构成一闭环系统,其中并有一特殊补偿绕组,用以改善量程低端的计量特性。仪器结构简单,稳定可靠,初始电流极小,在10%-100%额定电流范围内,读数的相对误差不超过0.2%,其性能优于现有各种工业上用的直流大电流测量装置。     

基于星载高速调制器的预失真算法研究

在卫星高速数传系统中,为满足高速率通信业务的需求,新型数字调制体制（如OFDM,M-QAM等）被越来越多地采用,但由此带来的功率放大器的非线性效应也日益严重,对解调器性能造成很大影响.传统的数字预失算法因其收敛速度慢和计算复杂度大的特点不适用于资源严格受限的星载高速数传系统.本文中提出了一种基于QR分解的递归最小二乘算法（QRD-RLS）,对该算法进行了理论分析和性能仿真.相比传统的预失真算法,该算法具有稳态误差小、收敛速度快和计算复杂度低的优势.并基于该算法设计了带有预失真器的高速调制器结构,对16QAM信号的实测效果显示,基于QRD-RLS的预失真方案对失真信号补偿效果显著,误差向量幅度（EVM）从7.4%降低到2.5%,带外干扰抑制提升10 dB.      

基于虚拟同步机控制技术的交直流互联电力系统电压稳定控制策略

电压暂降是电力系统正常运行过程中一种不可避免和难以预测的电能质量问题.交直流微电网和交直流配电的发展,使交直流互联方式下交流电网电压稳定问题更加复杂.针对电压暂降治理,提出了一种采用虚拟同步发电机技术的交直流互联方法.根据本文提出的方法,光伏发电和电池储能等直流分布式系统,能自主地参与到对交流电网电压的调节中,从而维持交流母线电压的稳定性.设计并搭建了额定功率为120kVA的仿真平台,对上述控制策略进行了仿真分析和研究,仿真结果验证了所提出控制策略能确保交流母线电压在电网电压暂降早期不会出现较高幅值的跌落,并在电网电压暂降故障排除后较快地恢复其额定幅值.