基于标准CMOS工艺的光电浮栅突触研究

作为神经形态视觉感知系统的基本单元,光电突触需实现光敏和突触双重功能．本文基于TSMC180 nm标准CMOS工艺提出了一种由两个PMOS晶体管构建的光电浮栅突触结构,并利用浮栅电压表征突触权重．其中,一个PMOS管工作在光电混合模式,在光信号和电信号的刺激下,突触的浮栅电压分别呈现增加和降低特性,以此实现突触的兴奋性和抑制性功能;另一个PMOS管工作在隧穿模式,并通过Fowler-Nordheim(FN)隧穿机制修正突触权重．基于光电浮栅突触的电路模型,设计了用于像素识别的单元电路,搭建了3×3的像素阵列,并分析了无噪声和有噪声两种情形下的二值图像“+”识别．仿真结果表明,在基础光强为0 mW/cm~2和75 mW/cm~2的无噪情形和引入0.5 m W/cm~2噪声的有噪情形下,所设计的光电浮栅突触均可实现二值图像识别,并具有一定的抗噪声能力．     

CMOS集成电路中闩锁效应的模拟

为了预测体硅OMOS电路中闩锁效应发生的条件,本文开发了一个改进的集总参数模型,以计算闩锁的维持特性与静态触发特性;提出了一个新的扩展电阻公式以代替费时的二维数值计算。模拟结果与实验数据吻合,对6微米工艺和等比例缩小的3微米工艺CMOS电路中的闩锁效应进行了计算和比较。     

一种CMOS基准电压源的设计

设计了一种基于CMOS工艺的带隙基准电压源。该基准电压源采用MOS管电流镜技术补偿其输出电压所经过的三极管的基极电流,采用共源共栅电流源作为负载,具有结构简单、低温漂、高电源抑制比特性。仿真结果表明,在VDD=5 V时,该电路具有6.5×10-6V/℃的温度特性和52 dB的电源抑制比。经流片测试,其性能良好,已应用到光通信用跨阻放大器中。     

基于CMOS电路的温度计的设计

<正>CMOS数字集成电路品种繁多,包括了各种门电路、编译码器、触发器、计数器和存贮器等上百种器件。1.常用特性(1)工作电源电压。常用的CMOS集成电路工作电压范围为3～18V(也有7～15V的,如国产的C000系列),因此使用该种器件时,电源电压灵活方便,甚至未加稳压的电源也可使用。(2)供电引脚。(3)输入阻抗高。CMOS电路的输入端均有保护二极管和串联电阻构成的保护电路,在正常工作范围内,保护二极管均处于反向偏置状态,直流输入     

基于吉尔伯特型的CMOS射频混频器的设计

采用多晶电阻作为输出负载、开关对的源极注入电流、共源节点串联电感、驱动级的源简并阻抗方法,提出了一种新型的双通道正交混频器,并采用Candence完成了电路设计.仿真结果表明：在电源电压为1.8V,本振信号输入功率为3 dBm的时,混频器在1 MHz中频处的单边带噪声系数为7.47 dB,在100 kHz中频处为9.35 dB,在10 kHz中频处为16.39 dB;变频增益降为8.46 dB.提高了线性度,且其三阶交调点为8.42 dBm.     

一种低电源电压的CMOS四象限模拟乘法器

介绍了一种工作在低电源电压下的ＣＭＯＳ四象限模拟乘法器,为保证在较低的电源电压下较大的线性电压输入范围和较小的非线性失真,电路采用了特殊的设计。ＳＰＩＣＥ的模拟结果表明,在±２．５Ｖ电源电压下,线性输入范围大于±１．５Ｖ,在此范围内该电路的皮失真小于０．８％,－３ｄＢ带宽分别大于３．０ＭＨｚ和８．５ＭＨｚ,功小于１．４ｍＷ。     

一种基于CMOS的电流模式线性分类器

提出了一种对线性不可分数据集进行分类的电流模式线性分类器.该分类器电路结构简单,仅由梯形激活函数电路和线性加权电路组成,其中线性加权电路采用全平衡差分跨导电路实现,梯形激活函数电路主要由阈值电路组成.为了实现对线性不可分数据集的分类,通过MATLAB软件采用Fisher线性判别法计算得到权重系数,并运用PSPICE对所提出的电路进行仿真分析.结果表明:提出的电路结构简单、准确度高、功耗低,可以广泛地应用于模式识别、神经网络、人工智能等领域.     

一种基于CMOS的电流模式线性分类器

提出了一种对线性不可分数据集进行分类的电流模式线性分类器.该分类器电路结构简单,仅由梯形激活函数电路和线性加权电路组成,其中线性加权电路采用全平衡差分跨导电路实现,梯形激活函数电路主要由阈值电路组成.为了实现对线性不可分数据集的分类,通过MATLAB软件采用Fisher线性判别法计算得到权重系数,并运用PSPICE对所提出的电路进行仿真分析.结果表明:提出的电路结构简单、准确度高、功耗低,可以广泛地应用于模式识别、神经网络、人工智能等领域.     

MOS器件直接隧穿栅电流及其对CMOS逻辑电路的影响

随着晶体管尺寸按比例缩小,越来越薄的氧化层厚度导致栅上的隧穿电流显著地增大,严重地影响器件和电路的静态特性,为此,基于可靠性理论和仿真,对小尺寸MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor)的直接隧穿栅电流进行研究,并通过对二输入或非门静态栅泄漏电流的研究,揭示直接隧穿栅电流对CMOS(complementary metal oxide semiconductor)逻辑电路的影响.仿真工具为HSPICE软件,MOS器件模型参数采用的是BSIM4和LEVEL 54,栅氧化层厚度为1.4 nm.研究结果表明:边缘直接隧穿电流是小尺寸MOS器件栅直接隧穿电流的重要组成成分;漏端偏置和衬底偏置通过改变表面势影响栅电流密度;CMOS逻辑电路中MOS器件有4种工作状态,即线性区、饱和区、亚阈区和截止区;CMOS逻辑电路中MOS器件的栅泄漏电流与其工作状态有关.仿真结果与理论分析结果较符合,这些理论和仿真结果有助于以后的集成电路设计.     

低功耗模糊控制器的CMOS模拟电路实现

为了解决软件实现的模糊控制器速度低的问题,研制了模拟电路实现的模糊控制器.设计了以下单元电路: 结构精简的新型Z型、 Gauss型和S型隶属度函数电路、电流模求小电路和一种不需要除法器的重心法去模糊电路.以此构造的两输入一输出9条规则的零阶TS模糊控制器已在无锡上华0.6 μm CMOS工艺下制造.测试结果表明: 在±2.5 V的工作电压下精度为±3.5%, 功耗仅为3.5 mW, 模糊推理的速度是0.67×106 s-1.该控制器在功耗、精度和面积上有优势,可用于实时控制.     

基于柔性免疫神经树的模拟电路故障诊断方法

模拟电路的非线性特性、连续性和元器件的容差等因素给故障的建模分析造成了诸多不确定因素,因此其智能故障诊断方法的研究至关重要。柔性神经树是一种采用树形结构和一组运算符集合构成的新型神经网络,与传统神经网络相比具有更加灵活的自动优化能力。本文将人工免疫机理融入柔性神经树,提出了一种基于柔性免疫神经树的模拟电路故障诊断方法。通过对一种典型模拟电路的故障诊断仿真试验,证明了该方法的有效性和可行性。     

MC1496P 集成电路的应用研究

系统的介绍了ＭＣ１４９６Ｐ的模拟乘法器原理及特性，在实现混频方面进行了较细致的研究，并通过实验提出了有关工作参数。     

短沟道模型模拟集成电路的几何规划优化设计

探讨了几何规划在基于短沟道模型的互补金属氧化物半导体 (CMOS)电路中的应用.首先采用Level 1模型得到电路的初始规划,然后将所得元件值代入Hspice仿真程序,再从仿真输出的列表文件中取出各CMOS管的静态电压电流变量和等效小信号模型参数.将它们代入以修正因子为规划变量的几何规划算法,在前一次工作点附近搜索本次的最优设计.修正后的电路再次进行Hspice仿真.几何规划和仿真反复交替进行,直到最优化的目标值稳定.模拟集成电路的仿真实例表明,算法对短沟道模型电路是有效的.     

一种适应于低电压工作的CMOS带隙基准电压源

采用0．5μm标准的CMOS数字工艺,设计了一种适用于低电压工作的带隙基准电压源．其特点为通过部分MOS管工作在亚阈值区,可使电路使用非低压制造工艺,在1．5 V的低电源电压下工作．该电压源具有结构简单、低功耗以及电压温度稳定性好的特点．模拟结果表明,其电源抑制比可达到88 db,在-40～140℃的范围内温度系数可达到1．9×10-5／℃,电路总功耗为37．627 5 μW．     

容差模拟电路复杂故障的测试与诊断

改进了模拟电路故障参数识别法.对容差模拟电路的复杂故障提出了基于节点电压方程的故障诊断方程,方便了方程的建立.将不可及节点电压作为辅助未知参量,降低了方程的非线性.采用改进的Newton-Raph-son迭代法求解故障诊断方程,加快了求解速度.最后,诊断实例验证了本方法的可行性和有效性.     

低电压基准电压源

设计了一个低电源电压的高精密的CMOS带隙电压基准源,采用SMIC 0.18μm CMOS工艺。实现了一阶温度补偿,具有良好的电源抑制比。测试结果表明,在1.5 V电源电压下,电源抑制比为47 dB,在0~80℃的温度范围内,输出电压变化率为0.269%,功耗为0.22 mW,芯片核面积为0.057 mm2。     

基于IBIS模型的CMOS电路同步开关噪声的计算和优化

基于高速数字I/O缓冲器瞬态行为模型计算并优化了CMOS集成电路的同步开关噪声（SSN）,阐述了用IBIS（I/O Buffer Information Specification）数据文件构造高速数字I/O缓冲器的瞬态行为模型的推导过程,利用序列二次规划法（SQP）对CMOS电路的寄生参数和传输线的主要物理参数进行了优化分析,减小了CMOS电路的SSN。     

高压送电线路设计中的两种图解法

提出了在高压送电线路的绝缘配合设计中，用画法几何中辅助变换的作图原理，来确定外拉式塔导线出口处一段与拉线的最小间距的两种图解方法，并用计算方法验证了图解方法的正确性