陶瓷电容背景和理论

本文介绍了陶瓷电容应用的背景,对介质的特性、电学原理、最高耐压、最大功率、最大电流和热力学等进行了分析,并阐述了如何画电容的额定参数曲线。     

解决薄膜介质四联可变电容器损耗大的方法

<正> 我厂是生产薄膜介质可变电容器专业工厂,1983年,由于铜材供应紧张,以铝代铜提到生产议事日程。薄膜介质可变电容器设计上惯用铜材作可变电容器的极片(动片、槽片、定片垫圈等零件)。我们把这些零件,都改为铝材制作。经过试制到小批量生产,大批量生产。产品发到整机厂,在使用中发现产品损耗大,甚至在高端有停振现象。针对用户提出这一实际问题,从电容器结构上找原因,并参考了有关资料。现将如何解决薄膜介质四联可变电容器损耗大的问题,叙述如下:     

一种可集成高密度氮氧化硅介质工艺

针对传统二氧化硅、氮化硅等介质材料在制作MOS电容时存在电容密度低、界面特性差的问题,通过对氮离子注入、氮硅氧化实验的分析,成功开发出一种采用注入氮并氧化制作氮氧化硅介质材料的工艺;并使用该工艺研制出与36 V双极工艺兼容、介质的相对介电常数为5.51、击穿电压达81 V、电容密度为0.394 fF/μm²的高密度MOS电容,较传统可集成二氧化硅/氮化硅复合介质电容的电容密度提高了35.86%。该工艺还可用于制作大功率MOSFET的栅介质,可提高器件的可靠性。     

CMOS工艺兼容的单片集成湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的集成湿度传感器,将湿度传感器与CMOS测量电路集成在同一芯片上.片上集成的湿度传感器为叉指电容式,感湿介质为聚酰亚胺,本文给出了相应的感湿模型.针对湿度传感器在全量程电容变化量较小的特点,本文采用开关电容电路作为片上微电容测量电路,讨论了电路的原理并给出了模拟结果.芯片采用3μm多晶硅栅标准CMOS工艺进行流水.测量结果表明,片上集成湿度传感器在5～35℃有较好的直流输出特性,并且长时间稳定性良好.     

CMOS工艺兼容的单片集成湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的集成湿度传感器,将湿度传感器与CMOS测量电路集成在同一芯片上.片上集成的湿度传感器为叉指电容式,感湿介质为聚酰亚胺,本文给出了相应的感湿模型.针对湿度传感器在全量程电容变化量较小的特点,本文采用开关电容电路作为片上微电容测量电路,讨论了电路的原理并给出了模拟结果.芯片采用3μm多晶硅栅标准CMOS工艺进行流水.测量结果表明,片上集成湿度传感器在5～35℃有较好的直流输出特性,并且长时间稳定性良好.     

电阻率对电容法测Si片厚度的影响

在对电容法测量Si片厚度的原理分析基础上,根据电阻率与介质介电常数ε的对应关系,分析了用电容法测试Si片厚度时,电阻率及电阻率均匀性对测试结果的影响,并采用千分尺(有接触测试)、ADE6034及Wafer Check 7000(电容法测试)分别对不同电阻率及电阻率均匀性的样品进行测试比对。实验结果证明,电容法可以测量高电阻率Si片的厚度等几何参数,但不能测量电阻率均匀率较差的Si片。同时,校正电容法测量设备时,以校正样片电阻率与被测Si片电阻率范围接近为原则。     

介质片上的金属条带交指型电容的三维分析

本文运用矩量法计算介质片上的金属条带交指型电容的电容量,给出了理论公式。这一分析可以很好地考虑指线末端的边缘效应和介质片厚度的影响。实际计算表明,本文的方法是正确和有效的。     

基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究

采用HFSS10电磁场仿真软件设计和仿真了一种新型宽带双层微带贴片天线,天线采用聚四氟乙烯和空气两层介质,通过增加空气介质层的厚度,同时利用圆形金属电容片补偿馈电探针引起的电感,对微带天线进行耦合馈电,仿真结果表明天线的阻抗带宽达到了23%（VSWR≤2）,从而实现了宽频带微带天线的设计.     

直播卫星接收机用的GaAs单片微波集成电路

采用GaAs单片微波集成电路(MMIC)技术,研制出用于直播卫星(DBS)家庭接收机的12GHz低噪声放大器(LNA)、1GHz中频放大器(JFA)以及11GHz介质谐振振荡器(DRO)。每一个单片集成电路芯片都包含有源元件FET,以及单电源工作所需的自偏置源电阻和旁路电容。它还包含隔直电容和射频旁路电容。三级LNA在11.7～12.2GHz范围内具有3.4dB噪声系数和19.5dB增益。三级负反馈型的IFA在0.5～1.5GHz范围内,其噪声系数和增益分别为3.9dB和23dB。介质谐振振荡器(DRO)在10.67GHz频率上给出10mW的输出功率,在-40～+80℃的温度范围内频率稳定度为1.5MHz。由这些单片微波集成电路(MMIC)构成的直播卫星接收机,在11.7～12.2GHz内总噪声系数≤4dB。     

采用直流耦合阻抗转换的电容话筒

电容话筒的薄膜就是一只电容的活动极。对于极性电容来说,膜片相对于定片的振动产生了一个交流音频输出电压。电容体的容值为10pF～60pF,因此,应将其连接到一个有超高输入电阻的阻抗转换器,以获得平坦的频率响应。     

BST材料在DRAM电容中的应用研究

钛酸锶钡(BST)高介电常数材料被普遍认为是最有前途的DRAM电容介质材料。BST作为DRAM电容介质材料的研究已有多年，到目前为止取得了不少突破性的进展。介绍了BST的材料特性和堆积型电容结构电极、埋层材料的设计考虑，探讨了BST膜的制备、掺杂及刻蚀工艺技术。     

基于LTCC技术的垂直堆叠结构电容的设计

通过HFSS软件对基于LTCC技术的垂直堆叠结构的电容进行三维建模,利用ADS软件对等效电路进行拟合计算.设计出工作频率为1 GHz下有效电容值为30 pF的垂直堆叠结构电容.通过分析电容的结构参数对有效电容和品质因数的影响可知,增加电容值可以通过增加介质的相对介电常数、极板面积等来实现,这对埋置电容设计和调试具有理论...     

片上皮法级电容测试系统专用标准件的研制

研制了一套用于片上皮法级电容测试系统的电容标准件,量值低至1 pF,频率达到1 MHz。该电容标准件采用GaAs衬底,金属-绝缘层-金属(MIM)结构的电容器阵列实现,其标称值分别为1,10和100 pF。为了消除由探针系统和外界环境引入的分布电容的影响,在芯片同一单元内设计了在片开路器,电容测量准确度达到±1%。建立了在片皮法级电容测量模型,利用组建的可溯源在片定标装置对电容样片定标后,进行重复性和稳定性考核,最终研制出年稳定性小于0.4%的电容标准件一套。测量结果及标准件应用表明,研制的标准件可为片上皮法级电容测试系统进行现场整体校准。     

CMOS多晶电容工艺误差分析及设计研究

研究分析了CMOS多晶电容的工艺误差,给出了氧化硅介质层厚度的梯度误差、边际效应等工艺因素对CMOS多晶电容的影响。基于单位电容的改进设计,给出了CMOS多晶电容阵列的共心设计方法。采用0．6μm CMOS DPDM工艺,实现了基于CMOS多晶电容阵列的开关电容带通滤波器,实验结果表明本文的CMOS多晶电容设计方法具有较高的精度,能直接用于亚微米及深亚微米集成电路设计。     

V波段3 W GaN功率放大器MMIC

以50 μm厚的SiC为衬底,基于T型栅GaN HEMT工艺技术,设计并制作了一款V波段GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC).该功率放大器MMIC电路采用三级放大拓扑结构进行设计;采用高低阻抗微带传输线进行阻抗匹配和片上功率合成;采用介质电容和薄膜电阻进行偏置网络设计,实现稳定工作和低损耗输出.经测试,在55～65 GHz频带内,漏极工作电压+20V、栅极工作电压-2.3 V的偏置条件下,在占空比20％、脉宽100 μs脉冲状态时,该功率放大器MMIC的饱和输出功率达到3 W以上,功率附加效率达到22％;连续波状态时,其饱和输出功率达到2.5 W以上,60 GHz时最高功率达到3 W.     

试论电源设计中的电容选用规则

在电源中电容的基本工作是进行充电与放电,同时还伴随整流、振荡及其他相关作用。电容的结构十分简单,由正负两极与中间的绝缘介质构成。文章主要就电源设计中的电容选用规则进行探析。     

超大规模集成CMOS中PMOS设计的C—V技术

本文介绍了首次提出的一种物理模型.描述经过补偿注入的N阱的C—V曲线.该模型指出,具有Pn给表面的N阱C—V曲线的物理机理与常规C—V曲线完全不同.在高负压区,常数的电容值为栅电容和零偏压pn结电容之串联值;在高正压区,常数的最大电容值为栅电容,P型表面耗尽区电容和极度增大的pn结电容的串联值;在这二个电容值之间,存在一个极小电容值.在较高的补偿注入时,这极小值对应于表面耗尽层接触到pn结空间电荷区;在较低注入时,则对应于表面积累层的开始.不管何种情况,极小值均对应于PMOS的阈值电压且指出表面pn结的形成.应用此种模型,设计了兼有表面型及隐埋型沟道MOS器件优点的超大规模集成CMOS器件.     

一种高稳定性的无片外电容的LDO的设计

本文基于SMIC 0.18m CMOS工艺设计了一种高稳定性的无片外电容的LDO。通过采用无片外电容的结构,去掉了LDO的片外的大电容,便于SOC系统的设计。采用有源反馈-阻尼控制频率补偿技术来保证LDO环路的稳定性。     

双二次开关电容滤波器的设计与样片试制

本文就单片集成双二次开关电容滤波器所涉及的关键环节基本组态、模拟优化和集成设计进行了分析探讨。阐述了实验集成SCF的版图布局和工艺设置的主要依据及实践。已经采用先进的MOS工艺,试制了通带波纹系数±0.2 dB,低功耗的单片开关电容滤波器。     

非均匀加宽介质、高斯光束的光学双稳态分析

本文采用缀饰模方法研究了高斯光束驱动的,包含有非均匀加宽介质的环形腔光学双稳系统的失稳范围和失稳后的时间演化方程。首先由Max well-Bloch方程,在取平均场近似后。得到纯吸收、腔共振,介质具有洛仑兹展宽情况时的输入和输出光场的定态响应方程和曲线。通过定态线性稳定性分析找出了失稳范围,对于零阶模失稳发生在定态