【摘 要】
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随着集成电路与工艺的发展,集成电路的运算速度与集成度都在快速的增长。数字电路作为直接受益于工艺发展电路类型,受到了广大资本的青睐。但是自然界的信号本质上是模拟的,为了将自然界中的连续信号转化为数字电路能够处理的离散信号,模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）被提出并被广泛使用。其中高精度逐次逼近模拟数字转换器（Successive-Approximation
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随着集成电路与工艺的发展,集成电路的运算速度与集成度都在快速的增长。数字电路作为直接受益于工艺发展电路类型,受到了广大资本的青睐。但是自然界的信号本质上是模拟的,为了将自然界中的连续信号转化为数字电路能够处理的离散信号,模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）被提出并被广泛使用。其中高精度逐次逼近模拟数字转换器（Successive-Approximation Register ADC,SAR ADC）由于其能量效率高,且相对于其他ADC架构而言更容易收益于工艺的发展,因此被广泛的使用于医疗仪器、无线通信系统和成像系统中。受限于电容失配,如果不使用电容校正,SAR ADC的有效位数很难超过10位。因此在本论文中对SAR ADC的基础知识进行了概述,并详细解释了各种非理想因素对高精度SAR ADC精度与线性度的影响。本文提出了一种基于分裂式ADC的数字后台校正算法。该校正算法利用最小均方算法对电容失配误差进行迭代求解,因此不需要知道电容值的精确解,减小了噪声对收敛结果的影响。通过MATLAB建模仿真验证了校正算法的有效性,并对相关收敛系数进行了优化,得到了较好的收敛速度与收敛稳定性。本文在40 nm工艺1.1 V电压域下设计了一款14位4 MS/s的高精度SAR ADC对校正算法进行进一步的验证。详细介绍了各个模块的电路结构与设计过程并分别进行性能优化。在人工加入DAC电容失配后组合成整体电路进行仿真,并将得到的码字带入校正算法中对电容失配进行校正。在校正后ADC的有效位数为12.37 bit,SNDR与SFDR分别达到了76.23 d B与98.57 d B。ADC核心电路的功耗为78.4μW。
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目前的IC行业中,尤其是较为先进工艺下的芯片产品,由静电放电（Electrostatic Discharge,ESD）造成产品失效的隐患越来越高,ESD失效已经属于导致芯片可靠性问题的主要因素。静电现象在日常中随处可见,IC行业针对于静电的防护已经从源头到最终产品应用各个环节全方面采取措施。随着IC制造工艺变革,也给芯片静电防护设计增添了很多技术环节变化,本文就将对先进IC工艺下静电防护的设计,包
硬X射线调制望远镜（HXMT）运行于550km近地轨道,空间中荷电粒子与HXMT相互作用会在主要载荷高能主探测器中引发X射线本底,降低探测器灵敏度。反符合探测器设计用于包围在主探测器前向2π立体角探测环境荷电粒子,其输出信号与主探测器信号反符合,实现以主动方式屏蔽荷电粒子诱发的本底事例。反符合探测器由6个顶面探测器和12个侧面探测器组成,主要设计指标为单机探测效率95%,对主探测器死时间影响0.1
集成电路在摩尔定律的推动下不断的快速发展,该定律要求芯片外接电压降低,尺寸不断减小。开关电源使用二极管进行整流,需达到正向导通压降才能使其导通,该压降使系统的整流损耗增加。当系统工作在大电流低压条件下时,其效率会大幅降低。因此需要降低正向导通压降,目前最有效的方法是使用功率MOSFET代替二极管,MOSFET的低导通阻抗特性可以降低电路的整流损耗,系统效率从而能够得到提升,该技术被称为同步整流（S
在摩尔定律的指导下,集成电路的特征尺寸不断减小,纳米尺度下MOSFET器件的漏电问题越来越严重,日益增大的功耗限制了晶体管尺寸进一步缩小。为了延续摩尔定律,隧穿场效应晶体管（TFET）成为科研人员研究的热点,TFET工作基于量子隧穿效应,可以在室温下获得低于60m V/dec的亚阈值摆幅和极低的关态泄漏电流。国内外对TFET的研究主要集中于提升开态电流,降低亚阈值摆幅,而由基本器件物理可知,增强隧
随着半导体行业在今世社会的迅猛发展,传统硅器件受到其材料本身的限制,已在一定程度上难以满足电力电子领域中高频率、大功率以及低损耗的性能要求。碳化硅功率金属氧化物半导体场效应晶体管器件是宽禁带半导体器件领域蓬勃发展的一个重要分支。碳化硅材料其相较于传统的硅材料,具有临界击穿电场强度高,禁带宽度大,热导率高的特性。由于碳化硅功率MOSFET器件的优秀性能,因此被大范围运用于新能源汽车、大功率电源以及航
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现代主流存储器技术达到技术发展的瓶颈,而新型非易失性存储器反而在快速发展。其中铁电存储器（FRAM）以其非易失性、低功耗、长寿命和抗辐照等优点,被认为是最具潜力的新一代非易失性存储器技术之一。氧化铪（HfO2）材料中铁电性的发现,给铁电存储器的发展带来了新的内涵。如今国内外研究人员仍在努力研究开发基于掺杂氧化铪的铁电存储器。本文采用基于掺锆（Zr）氧化铪材料的铁电薄膜电容工艺,完整地设计了一款基于
本文介绍了我们在高速外层吸收特征（HVF）上的研究。HVF是早期（-7天前）光谱之中出现的一种高速（速度V>16,000 km s-1）的吸收特征,与光球层（PHO）吸收特征常常部分重叠。我们用一个大样本来测量了HVFs的速度和等值宽度（pEW,衡量吸收强度的参数）。为了提高测量精确度,我们还发明了利用SiⅡλ5972与SiⅡλ6355之间速度关系来进行限制的方法。统计分析表明,Si-HVF较强的
功率半导体器件是一类可用于电能处理的半导体器件,具有高灵活性和高效率的特点。随着电能在人类生产生活中的应用越来越广泛,对电能进行高效的管理开始为人们所重视,这意味着需要更高性能的功率器件。但高耐压VB与低比导通电阻Ron,sp不可兼得,这二者之间的折衷关系限制了功率器件性能的进一步提升,因此多种优化设计被相继提出,来缓解它们之间的矛盾。其中,最具代表性的为结型耐压层,它通过实现均匀电场,提高器件耐