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传统的CMOS数字电路低功耗设计技术不能突破电路节点每次状态翻转所消耗的能量瓶颈CVdd2。能量回收电路在原理上采用了更为优化的对节点电容充电和放电方式，从根本上降低了大量节点同时翻转消耗的功耗与产生的热量。因此研究和改进能量回收电路的基本单元结构、复杂电路的实现，以及能量回收电路的功能与功耗测试验证方法，具有十分重要的意义。
本文提出了两种功耗优化的部分绝热能量回收电路：HEERL电路和IERL电路，HEERL电路利用自举效应降低了节点残留电压，IERL电路增加回收通路提高了节点的回收效率。
本文提出了一种改进的准静态工作能量回收电路CQSERL，利用了两管缓冲电路与CMOS传输门作为充电与回收通路的控制信号，实观了电路的准静态工作。
在研究能量回收电路复杂电路设计时，本文提出了减少数据同步缓冲电路的非流水线结构，节约了电路面积和功耗。在研究能量回收电路系统设计时，本文设计了与系统参考时钟同步的两相正弦功率时钟产生电路，并提出了一种脉冲—电平转换电路，它能够将脉宽调制信号转换为电平信号；同时本文还提出了能量回收电路功耗管理策略，当能量回收电路长时间处于空闲状态时，关闭功率时钟产生电路以降低功耗损失。
本文提出了能量回收电路的功能与功耗测试方案，并应用此方案验证了IERL2位全加器电路和两相正弦功率时钟电路。测试结果表明，IERL电路的平均功耗为CMOS电路的66％。
本文的研究表明，能量回收电路使能量在功率时钟和电路节点之间循环流动，降低了信息传播过程的能量损失，是从根本上突破CMOS电路的低功耗技术瓶颈，实现极低功耗计算的有效方式。