【摘 要】
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采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种可以同时高效收集压电、光电、热电、射频能量的多源能量收集芯片.该收集芯片由多种能源接口电路、可重构电荷泵和自适应控制电路等单元构成.可重构电荷泵中,通过调节电压转换倍率和开关工作频率来降低电荷再分配损耗,提高了转换效率,扩大了输入电压范围.自适应控制电路中,采用固定导通时间法控制系统的输出电压,所产生的峰值电压被复用,并用来控制电荷泵的工作状态,降低了电路的复杂度和功耗.仿真结果表明,该收集芯片的整体动态功耗为33 μW,能量转换效率最高为60.3％.版图尺
【机 构】
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南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院,南京210003
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采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种可以同时高效收集压电、光电、热电、射频能量的多源能量收集芯片.该收集芯片由多种能源接口电路、可重构电荷泵和自适应控制电路等单元构成.可重构电荷泵中,通过调节电压转换倍率和开关工作频率来降低电荷再分配损耗,提高了转换效率,扩大了输入电压范围.自适应控制电路中,采用固定导通时间法控制系统的输出电压,所产生的峰值电压被复用,并用来控制电荷泵的工作状态,降低了电路的复杂度和功耗.仿真结果表明,该收集芯片的整体动态功耗为33 μW,能量转换效率最高为60.3％.版图尺寸为1 672μm×1 990 μm.
其他文献
采用0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种线性化电荷泵电路,并对线性化电荷泵原理进行了分析.基于采样保持原理的充放电电路,配合特定时序逻辑电路,实现了较优的电荷泵线性化和锁相环鉴相杂散性能.该线性化电荷泵用于锁相环的闭环测试.结果表明,与非线性化电荷泵相比,闭环100 kHz频偏处相位噪声性能提升了 9 dB;与传统线性化电荷泵相比,鉴相杂散性能提升了 12.05 dB.
设计了一种Buck-Boost负压关断电平产生电路.通过引入动态调整关断时间的计时模块、分段电流限模块和纹波高速检测模块,实现了在耗尽型GaN器件快速开关时稳定栅极负压的供给,有效消除了耗尽型GaN器件在高压应用时密勒误开启现象的发生.电路基于0.35 μm BCD工艺进行设计与仿真验证.结果表明,该电路在宽输入范围内稳定输出-14 V的负压,在20～130 mA恒定负载电流下工作效率达80～87％,在0.5～1 MHz的工作频率下GaN器件栅极开关切换期间输出电压依然稳定.该电路满足高压应用需求.
Waterborne elastic polyester (WEP) with different content of hard polyester was applied in the maize starch (MS) based composites (MS/WEP) via solution casting method. The effects of WEP with different contents of hard polyester on the structure and prope
分析了开关电源瞬态负载的基本原理、输出电压跌落幅度与电源环路之间的相互关系,比较了减小输出电压跌落幅度的几种控制方式,提出了采用数字非线性控制方式提升瞬态负载响应的方法.基于以上分析,全面评估了环路带宽、整流方式、非线性控制对开关电源瞬态响应的影响.最后采用非线性控制方法,设计了一种具有快速瞬态负载响应的DC-DC变换器.实验结果表明,脉冲负载时输出电压跌落可减小60％,恢复时间缩短30％,试验结果满足设计要求.
相较于传统的压电单晶声表面波器件,薄膜型声表面波器件具有成本低、易小型化、易集成化等优点.文章对几种薄膜型声表面波器件的研究进展进行了综述.首先,总结了几种常见的薄膜制备方法.然后,根据应用范围的不同将薄膜型声表面波器件分为高频器件和高温器件.根据这两大类型,综述了近年来较典型的五种薄膜型声表面波器件,介绍其制备流程、基本结构和高频/高温等特性.最后,对五种薄膜型声表面波器件进行对比,并对薄膜型声表面波器件的未来发展提出展望.该综述对薄膜型声表面波器件的实际应用及推广具有一定借鉴意义.
根据整机小型化需求,设计了一种数字光收发微系统.以系统级封装技术为基础,采用管壳与基板一体化陶瓷针栅阵列封装,对光收发系统所需的各类集成电路裸芯片、光器件和阻容等无源元件进行高密度集成.通过版图设计、信号完整性、电源完整性及热应力仿真,研制出样品.经测试,信号接收SNR大于65 dBFs,SFDR大于86 dBc.模块功能稳定,指标可靠,满足实际需求.
基于Ansys有限元软件,采用三级子模型技术对多层铜互连结构芯片进行了三维建模.研究了 10层铜互连结构总体互连线介电材料的弹性模量和热膨胀系数对铜互连结构热应力的影响,在此基础上对总体互连线介电材料的选择进行优化.结果表明,总体互连线介电材料的热膨胀系数对铜互连结构的热应力影响较小,而弹性模量对其影响较大;各层介电材料热应力与弹性模量成正比,SiN界面热应力与弹性模量成反比.最后,为了降低铜互连结构关键位置热应力,通过选用不同参数材料组合对总体互连线介电材料的选取进行优化,提高了铜互连结构可靠性.
针对3 nm环栅场效应晶体管,提出了一种射频小信号等效电路模型及基于有理函数拟合的解析模型参数提取方法.首先,在关态条件下提取不受偏置影响的非本征栅/源/漏极电阻、栅到源/漏电容、衬底电容和电阻.然后,在不同偏置条件下提取受偏置影响的本征模型参数.使用Sentaurus TCAD和Matlab对器件进行仿真并拟合得到相关参数,在ADS中验证等效电路模型.结果表明,在10 MHz～300 GHz频率范围内,TCAD仿真与等效电路仿真S参数的最大误差低于2.69％,证实了所建立模型及建模方法的准确性.该项研究
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提出了一种基于0.13μm SiGe BJT工艺的超宽带采样/保持电路.采用辅助开关电路,优先对信号进行提前处理,提高了电路的线性度.采用全差分开环结构和多级级联输出缓冲器,有效减少了下垂率.在5 V电源电压和100 fF负载电容下,采用Cadence Spectre进行仿真分析.结果表明,在相干采样下,时钟频率为4 GHz;在高频18 GHz下,无杂散动态范围(SFDR)达63.99 dB,高频特性好.该电路的带宽达到25.1 GHz,适用于高速A/D转换器.