摘要：随着超低功耗(Ultra-Low Power,ULP)物联网(Internet of Things,IoT)系统的发展,采用能量注入技术的快速启动晶体振荡器因对IoT系统功耗影响巨大而逐渐成为研究热点.能量注入技术可以显著降低晶体振荡器的启动时间和启动能量,但是对注入源的精度要求苛刻.为了扩大注入频偏容限以及实现高注入效率,本文提出了一种基于延迟锁定环的相位误差校正技术.该技术将注入频偏容限扩大到2%,启动过程的非注入持续时间仅为4个周期,实现了高效注入.本文所述晶体振荡器采用40 nm CMOS工艺设计并流片.在1.0 V电源电压下采用24 MHz晶体进行测试,当注入频偏高达2%时,实现了7.2μs的启动时间,启动能量为5.1 nJ.相比同频偏下的传统注入方案,启动时间缩短了99.66%.

摘要：设计了一种基于0.18μm BCD工艺的高电源抑制(PSR)低静态电流低压差线性稳压器(LDO)。详细分析了多条电源噪声传递路径对系统PSR的影响。为优化系统中低频段PSR,设计了一种双轨供电的三级误差放大器。此外还引入了预稳压单元,降低了电压基准模块对系统低频段PSR的影响。为降低系统的静态电流,设计了一种基于耗尽管的超低静态电流电压基准。仿真结果表明,该LDO在不同输出电压下静态电流仅5μA,并且在250 mA负载电流内PSR<-110 dB@1 kHz, PSR<-55 dB@1 MHz。

摘要：在不同工艺角下,关键路径呈现显著差异,因此需要进行大量的静态时序分析,从而导致时序分析运行时间较长。与此同时,随着工艺尺寸的缩小,静态时序分析的精度问题变得不容忽视。本文提出一种基于机器学习的适用于众工艺角下的延迟预测方法,考虑工艺、电压和温度对时序的影响,利用基于自注意力Transformer模型对关键路径进行全局聚合编码,预测众工艺角下关键路径的统计延迟。在EPFL基准电路下进行验证,结果表明该方法的平均绝对误差范围为5.8%~9.4%,有良好的预测性能,可以提高时序分析的准确度和效率,进而缩短数字电路设计周期和设计成本。

摘要：为了提高电容式MEMS微波功率检测芯片的性能,设计了一种GaAs基高性能MEMS微波功率传感芯片。通过建立双导固支梁电容模型,分析了传感芯片的传输特性、过载功率与灵敏度特性。在双导固支梁电容模型中提出了平行极板的两个等效条件;同时提出了一种新的梁宽等效方式,解决了双梁结构等效梁宽的失配问题,减小了模型的相对误差。双导固支梁电容模型很好地解释了导向梁的厚长比与初始高度对传感器过载功率和灵敏度的影响。测试结果表明,双导固支梁MEMS微波功率传感芯片在200 mW输入功率内的灵敏度为14.3 fF/W,而灵敏度的理论值为13.5 fF/W,两者的相对误差仅5.6%。因此,该理论模型对固支梁MEMS微波功率传感芯片的设计具有一定的借鉴意义。

摘要：基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为虚拟保护环,防止了器件横向击穿,降低了暗计数率(DCR)。测试结果表明,虚拟保护环宽度(GRW)为5μm时,器件雪崩电压为56 V。在5 V过偏压下600 nm处的峰值PDP为41%,在901 nm的近红外波段下PDP大于6%,DCR为0.56 s^(-1)·μm^(-2),后脉冲率小于1.2%,表现出良好的电学和光学特性。所提出的SPAD器件为硅基高灵敏度近红外单光子探测器设计提供了一种可选的解决方案。

摘要：存算一体技术目前被认为是一种可以消除冯·诺依曼计算架构瓶颈的可行性技术。在众多的存算一体器件中,相变存储器(PCM)因其具有非易失性、可微缩性、高开关速度、低操作电压、循环寿命长以及与现有半导体工艺相兼容等优点,被认为是未来通用存储和神经形态计算器件中最具竞争力的候选者之一。首先介绍了PCM的工作原理和器件材料结构,并详细讨论了PCM在通用存储和神经形态计算领域的应用。PCM具有高集成度和低功耗的共性需求,但这两个应用领域对材料性能有不同的侧重点。详细分析了PCM目前存在的优缺点,如高编程电流导致的功耗问题,以及商业化应用面临的主要挑战。最后,针对PCM的研究现状提出了一系列改进措施,包括材料选择、器件结构设计、预操作、热损耗降低、3D架构,以及解决阻态漂移等问题,以推动其进一步发展和应用。

摘要：针对传统反射阵列天线不能灵活地进行波束转向,无法满足部分应用场景需求这一问题,文中设计、制作并测试了一种具有12×12个反射单元的1-bit波束可重构反射阵列。通过在两个尺寸相同的L形结构中间加载PIN二极管实现1位可重构单元,采用Ansys HFSS 15对该单元进行建模和仿真,在4.36 GHz~5.06 GHz频率范围内,单元在PIN二极管导通和断开两种状态下的相位差在180°±25°范围内,并在4.46 GHz和4.96 GHz两个频率下,具有180°相位差。对4.96 GHz进行验证,通过数字控制板独立调节每个PIN二极管,从而实现所需的相位分布。仿真和测试结果表明反射阵可以在4.96 GHz的中心频率下实现±50°范围内的波束扫描,并且在4.76 GHz~5.46 GHz频率范围内,具有相对良好的波束扫描性能。此外,反射阵采用镜面对称排布方式以改善交叉极化,实测交叉极化为-26.7 dB,相比较传统排布方式,交叉极化峰值降低了15.2 dB。

摘要：为了提升开关电源芯片中振荡器的温度特性和电源抑制能力,提出一种改进型拓扑结构的RC振荡器。该振荡器由电容充放电模块、偏置电流源模块、比较器模块以及寄存器模块组成。通过将电容的上下极板都接入电流源,并对电容下极板流过的电流进行采样,引入负反馈对充放电电流源进行动态调节,从而减小电容上极板电压通过沟道调制效应对充放电电流源的影响,增强充放电电流源的电源抑制能力。再配合偏置电流源模块中经过温度补偿的偏置电流,得到具有低温漂特性及高电源抑制能力的振荡频率。基于CSMC 0.18μm BCD工艺完成了电路设计,仿真实验结果表明,所设计的振荡器工作频率为411 kHz,电源电压为2.6~3.8 V时频率变化为0.119%,温度为-40~125℃时频率变化为3%。该振荡器具有较强的电源抑制能力,能很好地满足开关电源芯片中振荡器的设计要求。

摘要：提出了一种具有新型多功能空间馈电平面的阵列天线,可以同时实现透/反射两个波束。该阵列通过快速响应编码对圆环反射单元和透射单元进行合理分布,以实现不同极化方向的透/反射波束。基于所提出的透射和反射单元,设计并制造了具有25×25个单元的透射-反射阵列天线,分别产生θ=0°向后的x极化方向的反射波束和θ=180°向前的y极化方向的透射波束。该天线的中心频率为22 GHz,测试结果表明,反射波束最大增益为22 dB,3 dB增益带宽达到28%;透射波束的最大增益为19.2 dB,3 dB增益带宽达到27%。

摘要：利用分段式电阻串结构,基于CMOS工艺设计了一款12位3.4 MHz低功耗数模转换器(DAC)芯片。结合建立速度和静态性能的设计指标,确定“5+7”式分段结构,在保证建立速度的条件下考虑到电阻的失配性,实现良好的微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)特性。后仿真结果表明,在3.4 MHz速度下,常温下DNL为0.14 LSB,INL为1 LSB,在-40~125℃下,DNL为0.6 LSB,INL为2 LSB,并且表现出-84 dB的总谐波失真(THD),以及在3 V电压下378μW的极低功耗,版图面积缩小到1.09 mm×0.91 mm。