密度对一维铝/硅橡胶声子晶体低频带隙的调控

选用金属材料铝和非金属材料硅橡胶,设计出一维铝/硅橡胶声子晶体结构.采用固体物理学中的集中质量法,基于MATLAB编程计算该声子晶体的能带结构.通过单一改变结构中材料铝的密度或者单一改变材料硅橡胶的密度,寻找单一材料密度变化对结构第1带隙的影响规律.结果表明：一维铝/硅橡胶声子晶体的第1带隙起始频率较低为30.6994 Hz,第1带隙带宽为45.479 Hz;当增大结构中两种组合材料的密度差值,可调节结构获得相对的低频、宽带带隙.研究结论可应用于低频率振动控制器件的设计.     

一种三阶曲率补偿带隙基准电压源的设计

在传统电流求和模式带隙基准电压源的基础上进行改进，设计了一种简单的三阶曲率补偿带隙基准电压源。该基准源由启动电路、低压高增益两级运算放大器、基准核心电路和高阶曲率补偿电路组成。在低温段，通过PMOS管进行二阶补偿；在高温段，通过PTAT2电流进行三阶补偿。基于CSMC 0．35μm CMOS工艺，采用Cadence软件对设计电路进行仿真分析。结果表明，在－40～125℃温度范围内，5 V电源电压下，基准源输出电压为1．226V，输出电压变化范围为0．51mV，基准源的温度系数为2．5×10－6／℃，低频时的电源抑制比为－67 dB。     

一种指数曲率补偿CMOS带隙基准源的设计

给出一款带曲率补偿的CMOS带隙基准源电路,该电路利用双极性晶体管电流增益β与温度的指数关系对带隙基准曲率进行补偿,以简单的电路结构获得低的温度系数．电路采用CSMC0．5μm 2P3M mixed signalCMOS工艺设计,Cadence Spectre仿真结果显示,在3．6V的电源电压、-40～85℃范围内,基准源的温度系数为5．0×10-6／℃．     

一维有限周期方形光子晶体波导的偏振特性

利用光波在一维有限周期方形光子晶体波导中横向受限的条件,推导出TE波和TM波两种偏振光在一维有限周期方形光子晶体波导中各个传输模式满足的关系式;计算出TE波和TM波传输各模式的禁带随周期数、模式量子数、边长的变化规律。     

基于失配控制的非线性补偿带隙基准电路设计

在一阶线性补偿基准非线性温度特性分析基础上,提出了利用基准电路内部可控非线性失调电压实现高阶补偿的方法,即利用3路互偏结构代替传统基准电路中的2路自偏置结构,在宽温度范围内,理想状态下的基准温度系数相比一阶线性补偿明显降低.与其他类型的分段高阶补偿相比,基于失配补偿的带隙基准不仅结构简单,而且工艺稳定性更好.基于CSMC 0.18μmCMOS工艺完成了该基准电路的MPW验证,在-20～120℃温度范围内,基准温度系数的测试结果最低为6.2×10-6/℃.基于理论与实测结果误差产生原因的分析,提出了电阻修调以及面积功耗折中方面的改进措施.     

基于圆弓形散射元的光子晶体禁带研究

基于对光子晶体禁带影响因素的研究,设计了圆弓形和非对称圆弓形两种新型散射元。并利用平面波展开法,根据六边形排列结构,对两种新型散射元禁带宽度进行模拟计算,比较了TE模式和TM模式禁带关系和相对禁带宽度。结果表明,两种新型散射元不但可以获得更大的光子晶体禁带宽度,而且可以方便地调整禁带的位置。     

二维旋转复式晶格光子晶体绝对带隙的研究

设计一种二维旋转复式晶格光子晶体,利用平面波展开方法计算其带隙结构.结果表明,通过优化参量,该结构具有较大的绝对光子禁带,带隙宽度为0.08538(ωa/2πc),禁带宽度与中心频率比值达到17.91%.相对于其它光子晶体结构,该结构更容易产生绝对带隙.     

密度对声子晶体带隙的影响

从弹性波动方程出发,利用平面波展开法计算二维（三维）声子晶体的带结构,研究散射体与基体的密度比对最低带隙的影响,得出了最低带隙宽度和带隙边界随密度比的变化规律.数值计算结果显示随着密度比的增加,带隙下边界的频率降低,而上边界的频率升高,从而增加带隙宽度,且带隙能级不变.     

Si/SiO_2和Si/SiN_x/SiO_2超晶格的能带结构

利用Kronig-Penney模型从理论上计算了Si/SiO2和Si/SiNx/SiO2多层膜结构中量子阱的能带结构,进一步分析了各亚层薄膜厚度对能带结构和有效质量的影响.结果发现,适当减少亚层的厚度都能使得纳米Si薄膜的带隙发生明显宽化.在Si/SiO2超晶格中,Si量子阱层带隙能量随着Si层厚度的变化符合EPL(eV)=1.6+0.7/d2关系,与我们的计算结果十分吻合.在Si/SiNx/SiO2超晶格系统中,可以通过控制各亚层厚度,尤其是Si和SiNx层厚度,均能够有效地控制发光.     

碳化硅电力电子器件及其在电力电子变压器中的应用

随着“坚强智能电网”建设的不断深化以及“泛在电力物联网”概念的提出,硅基电力电子器件以及电力电子化装置正面临着新的挑战。以碳化硅基为代表的宽禁带功率半导体器件,因其高耐压、高耐温、高频开关等优良特性,在中高压领域前景广阔。其典型应用之一即因硅基器件耐压水平有限而难有突破的电力电子变压器。电力电子变压器除了能实现传统工频交流变压器的电压变换和电气隔离功能之外,还在故障切除、功率调控、分布式可再生能源接入等方面有独特优势。本文首先对碳化硅电力电子器件的研究与发展作简要概述,而后对电力电子变压器的发展进行了简单梳理。最后,重点介绍了几种典型的应用碳化硅器件的电力电子变压器,以便相关研究的进一步开展。