摘要：金属氧化物薄膜晶体管(MO-TFT)可以用来实现检测心率信号的柔性可穿戴系统,但MO-TFT缺少高性能互补器件,导致实现的前置放大器增益较小,而且MO-TFT器件的性能较差,给后级模块的设计带来了困难。为提升前置放大器的增益,降低后级电路对器件性能的要求,该文提出了一种共源共栅电容自举结构前置放大器。该前置放大器主要由外部耦合偏置模块和核心放大器模块构成;核心放大器模块使用稳定性好、输出电压摆幅大和功耗低的电容自举技术,并结合了共源共栅结构,以提升电路的整体增益;外部耦合偏置模块使用功耗较低、输入阻抗较大和工作点设置简单的交流耦合外部偏置结构,以满足心率信号检测前置放大器的带通要求。采用10μm IZO-TFT工艺对所提出的前置放大器进行设计和流片测试,结果表明:在20 V电源电压条件下,该放大器的增益为35 dB,带宽为2 Hz~2 kHz,噪声均方根值为118.2μV,功耗为0.1 mW,实现的前置放大器满足心率信号检测要求;与现有的MO-TFT心率信号检测前置放大器相比,所设计的前置放大器增益提升了约10 dB,降低了后级模块对器件性能的要求,有利于实现模拟信号的数字化,保持信号的完整性。

摘要：随着网络技术的进步,车载网、工业物联网以及5G超高可靠低时延通信(uRLLC)等应用都需要时间敏感网络(TSN)来保证超低延时的确定性数据传输。TSN流量调度需要快速且精确的调度算法,现有的精确式求解方法复杂度高,在大规模联合调度时无法满足实时性。文中设计了一种性能更优的路由优化遗传算法(Routing-GA),结合路由和流量调度约束,能通过优化路由来提高调度算法求解效率,为链路负载均衡调度提供服务。该策略增加了调度的求解空间以及求解灵活性,具备元启发式算法的快速求近最优解特点,能够简单有效地处理大规模TSN路由约束联合调度问题。Routing-GA以时间敏感流最小端到端时延作为优化目标,联合考虑路由和TSN约束,并针对TSN传输问题特性提供一种低复杂度、高效率和高拓展性的遗传算法编码方式。此外,为了提高调度算法的性能,提出针对路由长度及链路负载均衡进行优化的交叉变异机制。实验结果表明所实现的Routing-GA能有效减少端到端时延,显著提高求解质量,进化率可以达到24.42%,平均只需要传统遗传算法(GA)迭代运行时间的12%,从而有效提高了算法的求解性能,满足TSN调度的约束要求。

摘要：GaN HEMT在栅极与源极和漏极之间存在一段通道区域,在等效电路模型中通常等效为一电阻,称为源漏通道区电阻R_(D,S)。准确构建GaN HEMT R_(D,S)模型,对于分析GaN HEMT直流和射频特性,构建GaN HEMT大信号模型具有十分重要的意义。本研究给出考虑自热和准饱和效应的R_(D,S)模型。首先由源漏通道区温度T_(CH)与耗散功率P_(diss)的关系,推导出非线性自热效应模型。进一步基于准饱和效应和Trofimenkoff模型,给出源漏通道区电子漂移速度与电场强度的关系表达式,构建非线性R_(D,S)模型。在环境温度Tamb=300~500 K时,源漏通道区二维电子气2DEG面密度n_(S,acc)(T_(CH))和迁移率μ_(acc)(T_(CH))随T_(CH)的升高而下降,这导致低偏置条件下的源漏通道区电阻R_(D0,S0)随T_(CH)呈非线性增长。将本研究和文献报道的R_(D,S)模型与TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真数据进行对比,结果显示:本研究与文献报道的漏通道区电阻RD模型的平均相对误差分别为0.32%和1.78%,均方根误差(RMSE)分别为0.039和0.20Ω;RS模型的平均相对误差分别为0.76%和1.73%,RMSE分别为0.023和0.047Ω。与文献报道的实验数据进行对比,结果显示:本研究与文献RD模型的平均相对误差分别为0.91%和1.59%,RMSE分别为0.012和0.015Ω;RS平均相对误差分别为1.22%和2.77%,RMSE分别为0.0015和0.0034Ω。本研究提出的R_(D,S)模型具有更低的平均相对误差和均方根误差,能够更加准确地表征GaN HEMT线性工作区R_(D,S)随漏源电流I_(DS)的变化。可将本模型用于器件的设计优化,也可作为Spice模型用于电路仿真。

摘要：针对卫星导航高精度定位定向射频(RF)接收机面临的需求种类多、体积大的问题,介绍一种应用于高精度定位定向的高集成可重构全球导航卫星系统(GNSS)射频接收机。通过采用集成四个可重构接收通道的架构,并行接收全频段GNSS信号的方法,实现了单芯片支持高精度定位或定向应用,显著降低了导航终端的体积和成本。为改善宽带信号接收,提出了一种新型无电感的高线性低噪声跨导放大器(LNTA),消除了源极电感和负载电感的使用,减少工作在不同频点导航信号时的增益和噪声波动,有利于多模多频接收的重构和降低LNTA的功耗;针对IQ相位不平衡问题,提出了一种新型的补偿方法,直接在二分频电路的钟控锁存器通路上设计阻抗可变的可编程开关阵列,通过改变25%占空比正交本振的延迟时间实现相应支路输出本振相位调整,实现了IQ不平衡的校准,提升了射频接收机的镜像抑制和处理镜像干扰的能力。测试数据表明,射频接收机实现了1.15~1.65 GHz的GNSS全频段信号覆盖,2.7 dB的最小噪声系数(NF),34.7 dBm的输出三阶交调截点功率。采用低中频、零中频可重构的架构,可灵活接收0.8~80 MHz带宽的多模GNSS信号。通过IQ不平衡补偿和通道版图布局改进,实现了58.1 dB的镜像抑制(IRR)和57 dB的通道隔离度,可有效降低镜像干扰和通道间干扰的影响。在1.2 V供电下接收通道功耗仅24.7 mW,可满足高精度定位定向GNSS射频接收机的高集成和多样化应用需求。

摘要：在现代机器人技术和柔性电子应用中,迫切需要具有高灵敏度、良好灵活性和三维力测量能力的柔性触觉传感器。本文提出了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的触觉传感器,实现动态三维力测量。传感器由3个夹角为120°的PVDF压电敏感单元构成3个压力敏感区,3个压电敏感单元安置在聚二甲基硅氧烷(PDMS)半球型结构的底面。从PDMS半球顶部传递的三轴接触力引起3个压电敏感单元的电荷分量发生变化,从而计算出接触力的方向和大小。本文推导了基于3个压电敏感单元触觉传感器的三维力算法,对所制备的传感器进行了标定,实现了三维动态力的测试。结果表明,角θ的平均误差为7.75%,角θ的平均误差为12.17%,力F的平均误差为7.48%。该三维力触觉传感器在穿戴式电子产品、健康医疗、人机交互等领域拥有很好的应用潜力。

摘要：为进一步增强加密或存储器件的实用性与安全性,设计并实现了一种多通道偏振复用的相变全息超表面,通过在多通道全息超表面设计中引入相变介质,实现了动态的可擦除功能。当耦合相变介质层处于非晶态时,所构造的编码超表面可以产生两个独立成像的全息通道。当相变介质变为晶态时,决定相位调控的交叉偏振被关闭,对应的相位编码“被擦除”。

摘要：为了降低定标器的硬件复杂度并提高液晶显示图像的质量,提出了一种行列采用不同插值算法的图像缩放引擎设计方法。在论述四点三次卷积插值算法和线性插值算法基础上,提出了行列不同计算点数的缩放引擎系统架构。在该架构中,水平缩放采用四点三次卷积插值算法,而垂直缩放采用优化的两点线性插值算法。相比双三次插值算法的实现,减少了9个乘法器的使用,明显节省了实现电路的硬件开销。另外,详细论述了放大单元及相应的滤波器的设计,并将设计结果综合下载到现场可编程门阵列(FPGA)芯片。FPGA验证结果表明,该设计切实可行。

摘要：多模干涉耦合器结构的功率分束器拥有大带宽、较好制造鲁棒性等优势,长期以来受到人们的关注.本文提出的是一种基于相变材料In_(2)Se_(3)的超紧凑可调控功率分束器,尺寸仅有2.4μm×3.6μm,采用1×2的多模干涉耦合器结构,在不改变其他结构参数的情况下,采用直接二进制搜索算法对器件进行优化,仅通过In2Se3的a态与β态的可逆相变,利用两种晶态之间的高折射率对比度实现了不同的功率分束比.与其他可调控的功率分束器相比,本文设计的这种功率分束器结构紧凑、调控简单,并且具有较好的鲁棒性.利用该器件在1540—1560 nm的波长范围内实现了1∶1,1∶1.5,1∶2三种分束比,插入损耗分别小于0.27,0.13和0.17 dB.证明了这种基于相变材料In2Se3的超紧凑可调控功率分束器在光子集成电路上应用的可能性.

摘要：金属卤化物钙钛矿材料由于具有高光致发光量子效率、高色纯度、波长可调和可溶液加工等优异的性能,近年来广泛用于制备发光二极管、太阳能电池、激光器、探测器等半导体器件。其中,铅基钙钛矿发光二极管(Perovskite light emitting diode,PeLED)的外量子效率已经突破了28%。然而,重金属铅的毒性阻碍了其大规模的生产和商业化发展。因此,开发高性能的无铅PeLED成为新的研究热点,在下一代显示和照明领域展现出重要的应用前景。本文综述了无铅PeLED的实现及研究进展,首先介绍了无铅PeLED中的相关基本概念,包括无铅钙钛矿材料特性、器件结构、发光机理等;然后从无铅钙钛矿材料种类的角度出发,阐述了无铅钙钛矿的制备方法,包括旋涂法、热注入法、配体辅助再沉淀法、气相沉积法等;接着总结了实现高性能Sn基、Bi基、Sb基、Cu基等无铅PeLED的方法,包括对材料选取、结构设计、器件性能、工作机理以及发光过程的分析;最后探讨了无铅PeLED目前面临的挑战及其未来的发展机遇。

摘要：无线技术的蓬勃发展推动了现代战争的高度信息化,开启了电子对抗的新篇章。随着先进雷达技术的不断革新,导弹、飞机等武器装备的生存能力面临前所未有的挑战。电磁隐身技术的发展和应用能够有效提高武器的生存能力,成为国防技术发展的重要方向。然而,传统电磁隐身技术往往受实际条件的限制,无法满足现代化战争对隐身作战的需求。为了应对这一挑战,提出智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助电磁隐身技术,利用智能反射面抑制或重定向反射信号,实现自适应的透明式或欺骗式电磁隐身。为了充分挖掘智能反射面在电磁隐身领域中的广阔应用前景,讨论了智能反射面辅助电磁隐身系统的基本原理、系统模型、设计挑战和潜在的研究方向,旨在为未来电磁隐身技术的发展提供方向性的指导。