摘要：针对惯性导航系统现有加速度计电流信号转换电路的不足,提出了一种基于电荷平衡和自动跟踪原理的加速度计电流数字转换方法(CDC),从工作原理上大幅提升转换电路性能。CDC对输入电流和反馈跟踪电流积分输出误差电压,依据该误差电压实时调整其数字输出d以及与d成比例的反馈跟踪电流,实时反馈控制使误差电压稳定在0附近,实现输入电流和反馈跟踪电流二者电荷平衡。设计了单路CDC电路用于原理验证和性能测试。实验表明,±40 mA电流范围内CDC电路标度因数不对称性优于5 ppm,非线性优于10 ppm,电流分辨率优于0.5 nA,动态范围大于164 dB;采用查找表技术补偿后-40℃~+60℃温度区间零偏变化小于30 nA、标度因数变化小于20 ppm,且各性能指标均有较大改善空间。电荷平衡和自动跟踪型加速度计电流数字转换技术具有动态范围大、精度高、分辨率高、易补偿等优点,具有非常好的应用前景。

摘要：为了降低传统沟槽MOSFET的导通电阻和栅漏电容,科研人员提出一种具有电荷平衡结构的SG-RSO MOSFET。在此基础上,利用电荷平衡理论计算出SG-RSO MOSFET结构的主要参数,并借助TCAD仿真软件对外延层厚度及其掺杂浓度、场板氧化层厚度和沟槽深度等主要参数进行合理优化设计。最终,仿真得到击穿电压为92.6 V、特征导通电阻为19.01 mΩ·mm^2、特征栅漏电容为1.45 n F·cm^(-2)的SG-RSO MOSFET。该器件性能优于传统沟槽MOSFET。

摘要：开关电容模数转换器是根据电荷平衡原理设计的,它主要由开关电容积分器、比较器和数字逻辑电路组成。如果使用集成电路,那么电路的转换精度可以优于14位,这是因为运放的失调电压、有限开环增益和电路中寄生电容在转换过程中可以消除。另外该芯片体积小,精度高,所以在自动化测量,智能化仪表和模数接口电路中获得广泛的应用。

摘要：在现代功率器件中,为了提高功率器件的击穿电压,降低导通电阻,超结结构得到广泛的应用。由于设计要求或是降低J-FET效应等原因,在功率器件的生产中,超结区中的P柱和N柱,并不能做到掺杂浓度和尺寸的完全相同。如果不对进行超结区中N柱和P柱的掺杂浓度进行修正,将会导致超结区中出现不平衡电荷,这些不平衡电荷将会严重影响超结的性能。本文提出一种对超结区内梯形PN柱掺杂浓度的修正方法,并对这种方法进行了仿真验证。

摘要：在现代功率器件中,为了提高功率器件的击穿电压,降低导通电阻,超结结构得到广泛的应用。为了降低器件工作时的导通电阻,增大电流的流经面积,降低J-FET效应,在功率器件的制造生产中,超结区中相互交叠的P柱和N柱,它们的掺杂浓度和设计尺寸并不能做到完全的相同。所以,当P柱或N柱的尺寸改变后,如果不进行超结区中N柱和P柱的掺杂浓度进行修正,将会导致超结区中出现大量的不平衡电荷,这些不平衡电荷将会严重影响超结的性能。本文在现有的结论下,以对称非理想超结为基础,提出一种对超结区内梯形PN柱掺杂浓度的修正方法,并针对这种方法对非理想对称超结和非理想非对称超结进行仿真验证,证明了该方法的适用性。

摘要：为了提升电感电流断续模式(discontinuousconductionmode,DCM)下开关电源转换器的瞬态响应性能,提出了一种基于电荷平衡原理和平均电流的差分外推控制方法.以Boost转换器为例,该方法利用采样的输出电压进行差分外推(differential extrapolation,DE),预估负载对电荷的影响,进而通过平衡算法得到电流控制量.相较传统的使用电荷平衡原理的电流控制方法(charge balance principle based current control,CBPC),差分外推控制方法缩短了负载估计的延迟,减小了负载估计误差,为DCM转换器的控制设计提供了有效参考.通过Boost样机实验对比了CBPC控制与DE控制在输入、负载和参考电压发生扰动时的响应波形,结果表明,本文提出的DE控制对扰动的响应更加优异.

摘要：本文提出电荷平衡式Ａ／Ｄ转换器通用模型，给出其传输特性及非线性误差表达式，探讨减小非线性误差的技术方法，并设计了一种定压方式的脉宽调制Ａ／Ｄ方案，在仅需最少精密器件且勿需补偿的情况下实现高线性度Ａ／Ｄ转换系统设计，取得了很好的实用效果。

摘要：为了降低屏蔽栅沟槽型(SGT,Shield Gate Trench)MOSFET的导通电阻、提高器件的品质因数,通常使用增加屏蔽栅沟槽深度和密度的方法,但是在刻蚀高密度深沟槽时会使晶圆产生严重的翘曲现象。因此,提出一种100 V具有子沟槽(ST,Sub-Trench)的SGT(ST-SGT)器件结构。在相邻的主沟槽间插入子沟槽后,显著降低了器件栅极附近的电场峰值,避免栅氧化层出现过早击穿,同时较浅的子沟槽提升了外延层纵向电场分布的均匀性,改善了高密度深沟槽带来的晶圆翘曲问题。通过使用Sentaurus TCAD仿真软件,调节子沟槽深度和上层外延层电阻率两个重要参数,对ST-SGT进行优化设计。结果表明,当子沟槽深度为2.5μm、上层外延电阻率为0.23Ω·cm时,对应的ST-SGT的品质因数(FOM,Figure of Merit)最大,此时击穿电压为135.8 V,特征导通电阻为41.4 mΩ·mm^(2)。优化后的ST-SGT与传统SGT相比,其FOM提高了19.6%。

摘要：输入误差会随积分时间产生累积的误差特点使得长时间低漂移积分器成为磁测量系统的设计难点,为了提高长时间积分器的精度和满足实验现场环境需要,利用电荷平衡式电压频率转换器(VFC)内部的微型积分器,替代由分立元件构成的模拟积分电路,设计一种高隔离度的长时间积分器。对具体的系统算法、设计方案及误差来源作了详细的描述和分析,并在最终的设计中获得了长时间低漂移的积分效果。

摘要：为改善高压功率VDMOS击穿电压和导通电阻之间的平方率关系,采用超结理论及其分析方法,结合电荷平衡理论,计算了超结VDMOS的理想结构参数,并利用仿真软件SILVACO对超结VDMOS的各个工艺参数(外延厚度,P柱掺杂剂量,阈值电压)进行了优化设计,对器件的正向导通特性和反向击穿特性进行了仿真分析。最终设计了一个击穿电压为815V,比导通电阻为23mΩ.cm2的超结VDMOS。