自组装DNA链置换分子逻辑计算模型

将DNA自组装与链置换技术相结合,构建了DNA分子逻辑计算模型.通过输入DNA信号链,经特异性识别和链置换,自组装初始结构发生变化,并释放特定信号分子或结构作为输出.计算模型能通过DNA自组装结构电泳迁移率的改变输出计算结果.计算系统在室温下可自动触发、混合输入信号以及并行置换.另外,本模型中引入了单极和双极两种置换模式设计,其还具有并行信息处理和模块化组装等特点.最后经实验验证,通过输入特异性DNA分子链置换,该计算模型能正确输出逻辑计算结果.     

电子时代的奠基人和两次诺贝尔物理学奖获得者——巴丁

1997年12月和1998年1月是晶体管发明50周年.晶体管的发明打开了电子明代的大门,50年代未集电路、大规模集成电路乃至超大规模集成电路的研制成功,使计算机得到了极大的发展和提高.当今信息产业已成为世界的主导产业,而信息产业的基础可以说晶体管,所以晶体管的发明意义不亚于工业革命.晶体管的发明者之一——J.巴丁是一位固体理论物理学家,正是由于他在晶体管研制过程中,从理论上提出了表面态理论,开辟了研究方向的新思路,最终导致了晶体管的发明,十年后他又因提出超导性理论,第二次没荣获诺贝尔物理学奖.     

甚短距离光互连集成电路

甚短距离光互连高速集成电路技术把光电子器件和高速集成电路紧密结合起来, 可提供多条高速并行信号通道, 在短距离内传输达到上百Gb/s甚至Tb/s的总带宽. 本文介绍了甚短距离光互连高速集成电路基本结构, 从甚短距离光传输系统应用研究、光源与探测器、高速光电芯片封装技术和关键高速电路等几个方面, 介绍了国内外该领域的最新研究进展. 最后对甚短距离光互连集成电路应用前景进行了展望.     

先进CMOS逻辑电路74AC系列

先进的CMOS逻辑电路74AC是在当前超大规模电路的先进工艺技术基础上发展起来的新一代高速CMOS逻辑电路系列,其目的是想代替第三代双极型TTL——先进的低功耗肖特基电路74ALS系列。因为它具有传统CMOS电路的低功耗和高抗干扰能力,又兼备ALSTTL的高速和强负载能力。这一系列电路在国际上尚无先例,是由中国科学院上海冶金研究所和上海无线电十九厂协作研制成功的。第一批四种电路(74AC00双输入器与非     

三维存贮器

日本大阪的松下实验室已制成三维存贮器芯片的实验室样品。他们将两个存贮电路堆在另一个的顶上,相信在80年代末可能加叠到七或八层。这种存贮器芯片可贮存大于2千万位的信息。普通的存贮器为二维数据存贮器,由硅表面集成电路构成。在电路内有MOS晶体管,每管存贮一位信息。因此在硅片一定区域内晶体管愈多存贮器容量就愈大,也就是说电路线间隔愈小,存贮器容     

用TDFD法分析多导体互连线的传输特性

互连系统设计是目前高速集成电路研制中的一项关键技术。互连系统可看作多导体传输线,由于超宽频使用(信号的有效频谱从直流一直到微波)加上超微细结构,它的特性与低频电     

三值ECL比较电路的研究

在数字电路中,晶体管开关元件的状态是由输入信号之间或输入信号与某固定电平之间的比较来决定的。因此,如果在代数系统中引入比较运算,则不仅可能在电路设计中更有效地发挥各开关元件的作用,而且新运算的引入可增强函数处理的能力。     

评《压电电子学与压电光电子学》

随着集成电路的集成度越来越高, 晶体管的尺寸越来越小, 特别是当器件中最小线宽趋于10 nm时, 将会出现一系列由量子效应引起的新的效应. 另外从工艺上讲, 器件线宽越小, 大规模工业化市场的成本将大幅增加. 因此终究有一天摩尔定律会遇到瓶颈甚至失效. 人们已经在探讨摩尔定律以后的电子学将向什么方向发展, 并把希望寄托在纳米电子学上, 认为由纳米科学发现的一些新材料, 如碳纳米管、石墨烯、半导体量子点、量子线等是最有可能的下一代微电子学的基础材料. 由它们制成的微电子器件工作原理已经不再是经典的输运理论, 而是需要考虑量子力学效应, 以及由此而产生的介观输运理论, 甚至量子波导理论. 目前由这些材料制成的单个晶体管已经显示出优越的性能, 但关键的障碍在于集成, 还找不到一种能与目前大规模集成电路相比拟的方法来集成纳米晶体管.     

SOI材料和器件抗辐射加固技术

绝缘体上硅(SOI)技术是一种在硅材料与硅集成电路巨大成功的基础上发展起来的,有独特优势的并且能够突破传统硅集成电路限制的新技术.绝缘埋层(BOX)的存在使得SOI技术从根本上消除了体硅CMOS中的闩锁效应.在同等工艺节点下其单粒子翻转截面较体硅CMOS技术小了1~2个数量级,抗瞬时剂量率的能力也提高了2个数量级以上.这些固有优势使得SOI技术在军事和空间应用中具有举足轻重的地位.然而,在空间和核爆等电离辐射环境下,辐射将会在BOX层中引入大量的陷阱电荷.这些辐射感生的陷阱电荷会导致SOI器件和电路性能的退化,从而严重阻碍和制约了SOI技术在抗辐射加固中的应用.另一方面,SOI器件的寄生三极管放大效应会削弱SOI技术在抗单粒子辐射和瞬态辐射方面的优势,这使得抗辐射SOI器件与电路的加固设计面临着严峻的挑战.本文介绍了SOI器件中3种主要的电离辐射效应并对比了体硅器件和SOI器件辐射效应的差异.针对寄生双极晶体管导致SOI器件单粒子效应和剂量率效应敏感性增强的问题,提出了相应地减弱寄生双极晶体管效应的加固方法.针对SOI器件抗总剂量效应差的问题,分别从材料工艺和器件结构两个层次介绍了SOI器件的总剂量加固技术.     

电子游戏机实用知识(二)——电视游戏机的使用

电视游戏机通常备有机外控制输入插座(双排8脚座)。安装时,光电枪或操作(电脑)键盘的输出插头就接在此插座上。 电视游戏机的游戏信号输出通常有两种形式:射频输出和视频输出,游戏机上相应有射频输出端子和视频输出端子。安装时,可用电缆线将射频输出端子与电视机天线输入端子相连,或先切换后相连接,再由切换盒与电视机输入端子相连。至于游戏机视频输出端子,则要用电缆线与电视机的视频输入端子(AV)相连,值得注意的是,并不是任何一种电视机都有AV输入端子,若将游戏机的视频输出端子与电视机的电视天线输入端子相连,则无法     

垂直氮化镓功率晶体管及其集成电路的发展状况

氮化镓作为第三代宽禁带半导体材料的代表之一,因其优越的性能,例如高电子迁移率、高电子饱和速率、耐高温及高热导率等优点吸引了越来越多的关注.也正是因为这些优点,垂直氮化镓功率晶体管在未来的电力电子领域中具有很大的发展和广泛的应用前景.本文列出了氮化镓材料和其他半导体材料主要的物理参数、氮化镓单晶制备及其外延生长的主要方法,阐述了氮化镓功率器件在目前环境下的优势.针对器件结构,列出了横向器件本身存在的问题和垂直器件的优点,解释了垂直器件为何能够成为未来功率器件的主流结构.在此基础上,详细介绍了氮化镓电流孔径垂直晶体管、垂直氮化镓沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管、基于原位氧化物氮化镓夹层的垂直沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管和垂直氮化镓鳍式场效应晶体管的结构、工作原理、研究进展及所存在的一些问题,并将文中所提及的垂直氮化镓功率晶体管的性能参数按器件种类和时间顺序进行归纳为未来氮化镓功率晶体管的发展提出了大致的方向.针对集成电路系统,归纳了氮化镓功率器件在驱动芯片方面的特殊要求和关键技术.最后,针对当下的市场环境,列举了垂直氮化镓功率晶体管在中、低压范围内比较热门且发展前景较好的应用场景.     

石墨烯场效应晶体管的输运特性

石墨烯场效应晶体管的研究对于摩尔定律的延续具有非常重要的意义.近年来,大面积、高质量石墨烯薄膜制备技术的快速发展,进一步推动了基于石墨烯材料的新型电子器件的研究,引起了集成电路领域研究人员的广泛关注.本文所制备的石墨烯场效应晶体管以ITO为栅电极,Ta_2O_5为栅绝缘层,石墨烯为有源层,Ti/Au双层金属为源漏电极.电学特性测试与分析结果表明,石墨烯与源漏电极形成了良好的欧姆接触.室温下,石墨烯场效应晶体管展示了其特有的双极性特征,空穴迁移率约为2272 cm2/(V s),电流开关比约为6.2.转移特性曲线中出现了明显的滞回现象,且随着栅压扫描范围的增大而越发显著.同时研究了温度对石墨烯场效应晶体管性能的影响,随着温度的升高,狄拉克点电压逐渐向零点方向偏移,滞回现象愈加明显.当温度为75℃时,空穴迁移率与电流开关达到最佳.     

二端口网络噪声谱矩阵理论

信号检测系统中关键部件之一的低噪声前置放大器,通常是由低噪声放大器件及反馈网络联接而成.电路低噪声设计目的不仅是计算放大器的最佳源阻抗及最小噪声系数,而且要通过改变电路形式及反馈元件参数全面比较其性能,以期有好的噪声性能指标同时,能兼顾放大器其他性能指标.国内外现使用的噪声源迭加法是对电路中每个噪声源分别计算输出噪声功率,通过功率迭加法得到总输出噪声功率后,再等效到输入端的电压噪声E_n及电流噪声I_n,从而求出最小噪声系数及最佳源阻抗.由于电路中(特别是器件内部)有大量噪声源,这种方法的计算量十分惊人.而且由于噪声源之间相关性无法考虑,使计算误差较大(最多可     

时空联合不确定性关系和广义Gabor函数

脊椎动物视觉系统中的初级信息加工可以看作为多输入、多输出的图象信息处理系统。它的输入是以空间和时间为变量的光强分布,它的输出则是在视觉通路中各级神经细胞在不同空间、不同时刻的响应。从系统分析观点,其核函数刻划了系统的特性。系统滤波特性又受到其核函数的傅氏变换对的不确定性关系的限制。在傅氏分析理论中存在着相似性定理。它     

基于开关信号理论的三值nMOS电路设计

1 引言在指导二值逻辑电路设计的布尔代数中,二值变量仅用于表示电路中二种信号(如高低电平),而变量之间的诸基本运算则在电路中用基本门予以实现,并且在电路的逻辑设计中并不理会基本门的内部结构,因此说,布尔代数仅用于指导二值电路在门级的逻朝设计.类似地,在多值逻辑中的Post代数也只反映电路中多值信号的处理,也限于指导门级的逻辑设计.     

单结管二阶自治电路中的Canard现象

在非线性动力学系统中,三阶以上的自治系统才能产生混沌运动,这使得有关非线性方面的研究集于三阶以上的自治系统(二阶以上的非自治系统)。然而,二阶自治系统内也会出现很复杂的动力学现象;文献[1]首先在数学研究中报道了Canard现象,而Braaksma等对细胞膜方程中的Canard现象进行了研究和报道。Canard现象的名称来源于相轨迹,形状像1只鸭子,它的产生过程简述如下:在含有非线性函数f(x)的二阶自治系统中,在控制参数的分岔点附近的一个邻域内,该系统的相图会出现象鸭子形状的极限环,随控制参数的变化,会出现无头鸭极限环(图1:acbda闭合路径);有头鸭极限环(图1:acbdea闭合路径);驰张振荡器极限环(图1:acba闭合路径)。我们用单结管作非线性元件构成一个二阶自治电路,发现了许多与文献[1]和文献[2]相同和不同的特点。     

氧化镓异质集成和异质结功率晶体管研究进展

超宽禁带氧化镓(Ga₂O₃)半导体具有临界击穿场强高和可实现大尺寸单晶衬底等优势,在功率电子和微波射频器件方面具有重要的研究价值和广阔的应用前景.尽管Ga₂O₃材料与器件研究已取得很大进展,但其极低的热导系数和缺少有效的p型掺杂方法成为限制其复杂器件结构制备和器件性能提升的主要瓶颈.针对上述两大关键瓶颈,本文综述了利用异质材料集成的方法实现高导热衬底Ga₂O₃异质集成晶体管与基于p型氧化镍/n型氧化镓(pNiO/n-Ga₂O₃)异质结的Ga₂O₃功率二极管和超结晶体管的研究进展.采用离子刀智能剥离-键合技术实现的高导热衬底Ga₂O₃异质集成方案可有效解决其导热问题,碳化硅(Si C)和硅(Si)基Ga₂O₃异质集成晶体管展现出远优于Ga₂O₃     

逻辑上的原子

气态铯原子可能看上去不像是看得见的物质——可构成象一台计算机一样精确和立体的物质。然而把它装入玻璃器内,并用激光代替穿过普通计算机的电子,你就可以得到一个未来光学计算机里的元件。在美国物理学会春季会议上,南加尼福利亚大学的Ran-ly Knize描述了他怎样建造一种叫“NOR”门电路的元件——一个从气态原子获得的计算机基本元件。这个NOR门电路仅当其于两个可能的输入信号中既不接收一个,也不接收另一个时才发射一个输出信号,在逻辑门电路中它享有特殊地位。Knize说,如     

取消进口配额之痛

数码相机成像过程CMOS传感器周围的电子器件,如数字逻辑电路、时钟驱动器以及模/数转换器等,可在同一加工程序中得以集成。CMOS传感器的构造如同一个存储器,每个成像点包含一个光电二极管、一个电荷/电压转换单元、一个重新设置和选择晶体管,以及一个放大器,覆盖在整个传感器上的是金属互连器(计时应用和读取信号)以及纵向排列的输出信号互连器,它可以通过简单的X-Y寻址技术读取信号。     

生物集成电路展望

电子工业的新纪元即将开始,虽然目前意识到这一点的人不多,这将是一个生物集成电路的时代,行将出现的是同大分子一样大小的集成电路,可以将它们植入人体细胞内进行修复工作,甚至能制成带有人体细胞DNA信息因而具有自我复制能力的集成电路.生物集成电路对不同的人有不同的含意.最简单的理解是:它是一种能在生物环境中起作用的经过改进的常规集成电路.已经出现几种这样的电路,它们被封装在特殊的塑料膜里,含有能破坏抗生