跨导恒定性自适应的低电压Rail-to-Rail放大器

利用“较小电流选择电路”实现的低电压恒跨导Rail-to-Rail放大器输入级具有跨导gm随共模输入电压、Vcm变化小、设计简单的优点．分析了该设计思想中的两个基本假设,提出一种改进型偏置电路,“跨导稳定”部分能随工艺漂移自适应地调整gm使之保持恒定;输出阻抗高且工作压降小的恒流源部分能提高输入对管的饱和工作范围及其偏置的恒流特性,从而提高gm的恒定性．Vcm在整个VDD范围内,跨导gm变化仅3．1％。     

干旱对北京东灵山4种木本植物生理特性的影响

研究了土壤干旱过程中北京东灵山辽东栎林4种木本植物(辽东卡乐Ouercus liaotungensis．大叶自蜡Fraxinus rhynchophylla，柔毛绣线菊Spiraea pubescens和二色胡枝子Lepsedeza bicolor)盆栽幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、胞间CO2浓度(Ci)及叶肉导度(gm)的变化。结果表明：干旱引起Pn,gs以及gm降低，但两种乔木幼苗的Ci没有降低反而在严重干旱时出现增加，两种灌木幼苗的Ci保持相对稳定。说明干旱引起4种植物光合的下降主要是来自于非气孔因素gm的限制．而不是由于气孔的关闭引起对CO2供应的制约。     

烟草叶片CO2传导与碳同化参数的研究

研究了不同部位烟草(NicotianatabacumL.)叶片光合作用CO2传导与碳同化酶的变化.结果表明,随着叶位降低,光合速率、叶肉导度(gm)、碳酸酐酶(CA)活性和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)初始活性快速下降,气孔导度(gn)先保持相对稳定后迅速下降,胞间CO2浓度(ci)呈现升高、降低、再升高的变化趋势.光合速率与叶肉导度显著正相关,非气孔因素是烟叶光合功能衰退的主要原因.     

烟草叶片CO2传导与碳同化参数的研究

研究了不同部位烟草 (N icotiana tabacum L.)叶片光合作用 CO2 传导与碳同化酶的变化。结果表明 ,随着叶位降低 ,光合速率、叶肉导度 (gm)、碳酸酐酶 (CA)活性和核酮糖 -1,5 -二磷酸羧化酶 (Ru BPCase)初始活性快速下降 ,气孔导度(gs)先保持相对稳定后迅速下降 ,胞间 CO2 浓度 (ci)呈现升高、降低、再升高的变化趋势。光合速率与叶肉导度显著正相关 ,非气孔因素是烟叶光合功能衰退的主要原因。     

具有均衡时延修正功能的高频跨导电容滤波器

提出一种适用于高频领域的新结构跨导电容滤波器,它采用带共模反馈电路差分交叉耦合型的高频跨导放大器,稳定了输出电平和静态工作点.应用该跨导放大器设计了截止频率为160 MHz的七阶跨导电容低通滤波器.针对高阶椭圆函数滤波器群时延大的缺点,设计了均衡时延修正电路来精确调节群时延大小.仿真实验表明,加入时延电路后,滤波器在通...     

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。     

适用于OTA-C滤波器的高线性OTA的设计

设计了一种适用于OTA-C滤波器的高线性运算跨导放大器(OTA).该OTA采用新型的乘法器输入级,以获得大的线性跨导输入范围;采用一种新的共模负反馈(CMFB)策略,将主放大器输出电压线性压缩后再引入CMFB电路,以改善传统CMFB结构对OTA输出线性范围的限制.在SMIC.35 μm标准CMOS工艺下仿真,结果显示:输入级的线性跨导差分输入电压范围达到了—2～2 V,等效跨导在1 μS时,直流(DC)开环增益达到了76 dB,共模抑制比(CMRR)为140 dB,电源抑制比(PSRR)为144 dB.基于这种OTA设计了OTA-C二阶低通巴特沃斯滤波器.通过调节OTA的跨导,滤波器在1 pf的负载电容下的截止频率从11 kHz变化至419 kHz;当截止频率为100 kHz时输出为3 Vp-p@100 kHz时的总谐波失真(THD)为—47 dB.     

高转换速率恒定跨导轨对轨运算放大器的设计

基于台积电(TSMC)0.6μmCMOS(互补金属氧化物半导体)工艺设计了一款恒定跨导轨对轨输入/输出运算放大器.不同于传统的实现恒定跨导的技术,在电路设计实现上通过一个简单的检测电路,使互补差分对在整个共模输入电压变化范围内交替工作,实现了跨导恒定.同时为了得到较高的转换速率,加入了转换速率增强结构,使转换速率高达116V/μs.在Hspice仿真平台下,对运算放大器进行了模拟仿真,同时经投片验证,结果表明该轨对轨运算放大器具有良好的性能,静态功耗小于1.5mW.     

利用背面Ar+轰击改善n沟MOSFET线性区的特性

研究了利用背面Ar^ 轰击改善n沟金属－氧化物－半导体场效应晶体管（n-MOSFET)线性区的特性，用低能量（550eV)的Ar^ 轰击n-MOSFET芯片的北面，能有效地改善其线性区的直流特性，如跨导，沟道电导，阈值电压，表面有效迁移率以及低频噪声等，实验结果表明，随着轰击时间的增加，跨导，沟道电导和表面有效迁移率光增大，然后减小，阈值电压先减小，随后变大；而低频噪声在轰击后明显减小，实验证明，上述参数的变化是硅－二氧化硅界面态密度和二氧化硅中固定电荷密度在轰击后变化的结果。     

低功耗、高线性CMOS可编程放大器

针对接收机前端中可变增益放大器需要高线性处理大信号的问题,分析了使用源极退化电阻以及跨导增强电路的放大器线性度;设计了使用改进型跨导增强电路的放大器。它具有更强的跨导增强能力,同时减小了输入M O S管跨导由于漏源电压变化产生的非线性失真。提出了一种对称的可变电阻结构,它降低了M O S管开关带来的非线性。仿真结果表明,放大器在3.3V电源电压下直流功耗为1.5mW,在1~10MH z带宽、3~24 dB增益范围内,差分输出信号峰峰值为3.3V时,总谐波失真低于-60 dB。     

红外探测器的读出电路设计

为减少电路功耗和噪声,基于0.35μm n-well CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)工艺,设计了320×240焦平面探测阵列的读出电路。该电路给出了一种新型单级电容跨导放大器,采样保持电路为相关双采样电路。电容跨导放大器采用稳定的偏置电路。该电路每帧图像的输出时间为10 ms,输出图像为100帧/s。     

一类分段线性自突触神经元模型的分岔分析

研究了带有突触电导和门控阈值的McKean模型,给出系统平衡点存在与稳定的参数条件,理论分析系统的Persistence边界平衡点分岔和non-smooth fold边界平衡点分岔,并通过在切换面附近引入广义Jacobi矩阵,理论推导系统发生不连续Hopf分岔的参数条件,进而讨论系统跨边界极限环的存在性,数值仿真验证理论推导的可靠性.基于跨边界极限环半径随参数变化而变化,为了解变化过程中极限环与边界的位置关系,该文通过数值分析得到极限环与边界发生擦边分岔的参数阈值.     

a-St:H FET特性的研究

本文从理论和实验两方面对a-Si:H FET的特性进行分析研究。给出了一种关于a-Si:H FET新的理论分析方法,假设a-Si:H能隙中深局域态密度和带尾局域态密度均为指数分布,并且考虑到漏源电压对沟道表面势的影响,采用简便的方法和合理的近似推导出了较全面反映a-Si:H FET特性的解析表达式。同时在实验中,研制了用SiO_2或Si_3N_4作为栅绝缘层的a-Si:H FET,测量得到了不同绝缘层和不同沟道长度的各a-Si:H FET的直流特性。当栅压变化20V时,漏源电流可以变化10~4。最后,对理论计算及实验结果进行了分析和比较。     

低频脉冲压控振荡器

本文从实验及理论上介绍了一种新的调跨导型 LC 低频脉冲压控振荡器,它具有元件少、体积小、频率稳定和频控性能较好的特点.     

实验发现热对结型场效应管噪声特性有影响

U401(美国Siliconix)是一种低噪声N沟道结型场效应对管,可用作检测极微弱宽频带电流的输入级放大元件。它用于膜片钳仪中,系统噪声仅为0.32pA(RMS,10kHz带宽,见本期第126页图4)。实验中,我们用热烙铁碰U401栅极2s,烙铁移去后,发现系统噪声从0.32pA增加到1.0pA,换上一只新的U401重复实验,结果再现上述情况,从而证实烙铁直接焊烫FET栅极引线(根部未用镊子夹),将使FET电流噪声急剧增大。根据噪声理论,FET噪声包括栅极漏电流I_g的噪声σ_1和高频热噪声σ_2,σ_2∝1/g_m,g_m为跨导,总噪声σ=(σ_1~2+σ_2~2)~(1/2)。以上U401噪声增加的物理机制可能是,栅极被烫使FET的P半导体区产生了局部热应力,导致了热载流子快速表面化,使得I_g的1/f噪声(它取决于器件表面状态)增加和g_m下降(σ_2增加)。这个过程McDonald(1970,IEEE Tran.ED-17,2:134)发现的雪崩应力使双极型晶体管β值下降机理相似。     

一种精确恒定跨导偏置的Gm-C滤波器设计

针对片上Gm-C滤波器的自动频率调谐电路结构复杂、功耗大和精度低的问题,提出了一种精确的恒定跨导偏置电路.该电路通过使跨导管的跨导恒等于片外高精度电阻来稳定滤波器截止频率.给出了电路的推导,设计了滤波器及跨导器.将此电路应用于无线传感器网络节点芯片中九阶低通滤波器,进行了仿真;基于SMIC中0.18 μm、1.8 V的...     

1.5 V低功耗CMOS恒跨导轨对轨运算放大器

运算放大器是模拟集成电路中用途最广、最基本的部件。随着系统功耗及电源电压的降低,传统的运算放大器已经不能满足低压下大共模输入范围及宽输出摆幅的要求。轨对轨运算放大器可以有效解决这一问题,然而传统的轨对轨运算放大器存在跨导不恒定的缺点。本文设计一种1.5V低功耗CMOS恒跨导轨对轨运算放大器,输入级采用最小电流选择电路,不仅实现了跨导的恒定,而且具有跨导不依赖于理想平方律模型、MOS管可以工作于所有区域、移植性好的优点。输出级采用前馈式AB类输出级,不仅能够精确控制输出晶体管电流,而且使输出达到轨对轨全摆幅。所设计的运算放大器采用了改进的级联结构,以减小运算放大器的噪声和失调。基于SMIC0.18μm工艺模型,利用Hspice软件对电路进行仿真,仿真结果表明,当电路驱动2pF的电容负载以及10kΩ的电阻负载时,直流增益达到83.2dB,单位增益带宽为7.76MHz,相位裕度为63°;输入输出均达到轨对轨全摆幅;在整个共模输入变化范围内跨导变化率仅为2.49%;具有较高的共模抑制比和电源抑制比;在1.5V低压下正常工作,静态功耗仅为0.24mW。     

基于低电压高线性度的变频混频器设计

采用LC-tank折叠结构设计了一种低电压高线性度的混频器,解决了传统Gilbert混频器中跨导级与开关级堆叠带来的高电压高功耗问题,以及在跨导级的高跨导、高线性与开关级的低噪声间进行折中设计难题.基于TSMC 0.25 μm工艺,Agilent公司的ADS软件对所设计混频器电路进行了仿真.其仿真结果表明：工作电压1.0 V,RF频率2.5 GHz,本振频率2.25 GHz,中频频率250 MHz,转换增益1.080 dB,三阶交调点25.441 dBm,单边带噪声系数4.683 dB,双边带噪声系数8.387 dB,功耗7.088 mW.     

跨导型放大器端口扩展特性

研究跨导型放大器输入端及输出端可灵活扩展的特性，包括输入端和输出端扩展基本原理和方法及多输入端跨导型放大器主要性能并经ＳＰＩＣＥ模拟验证。     

一种低功耗恒跨导CMOS运算放大器的设计

文章分析了传统的轨到轨运算放大器输入级电路,设计了一种低功耗、恒跨导CMOS运算放大器。整个电路基于0.5μm标准N阱CMOS工艺进行设计,采用HSPICE工具仿真,在3 V单电源工作电压情况下,功耗约为0.15 mW,当电路驱动3 pF电容的负载时,电路的直流增益达到78 dB,单位增益带宽达到3 MHz,相位裕度为81°,达到了设计的低功耗、恒跨导的要求。