一种新型用于VGA的微功耗指数电流电路

提出了一种适用于可变增益放大器(VGA)的微功耗指数电流电路. 该电路结构简单, 以偏置在亚阈值区的MOSFET为核心器件, 并利用其漏源电流Ids与栅源电压Vgs呈指数关系的特性产生指数电流. 该电路从系统架构出发, 通过引入阈值监测电路, 控制电压转换电路及求和电路, 补偿了其阈值的工艺和温度偏差, 使该指数电流电路具有较好的工艺和温度偏差抑制能力. 基于TSMC 0.18μm标准的CMOS工艺平台验证表明: 该指数电流电路dB线性动态范围为30dB, 其线性误差为±0.41dB, 最低工作电压为0.9V, 功耗为11μW.     

纳瓦级低功耗CMOS基准源研究与实现

工作在亚阈值区的2个MOS管栅压差值与温度成正比,基于这一理论,本文设计了一种纳瓦级功耗的带隙基准源电路.整体电路包括启动电路,一个纳安级电流源电路,一只双极晶体管和一个与绝对温度成正比(PTAT)的电压发生器.与传统CMOS带隙基准源相比,本文采用的结构具有更低的功耗.电路性能基于SMIC 0.18μm混合CMOS工艺仿真验证,结果显示此电路在1.8V电压下工作时,整体功耗120nW.     

90nm CMOS工艺下3×VDD容限静电检测电路

提出一种90nm 1.2VCMOS工艺下只用低压器件的新型3×VDD容限的静电检测电路.该电路利用纳米工艺MOSFET的栅极泄漏特性和反馈技术来控制触发晶体管并进而开启箝位器件(可控硅整流器),同时采用多级叠加结构以承受高电压应力.在静电放电时,该电路能产生38mA的触发电流.在3×VDD电压下工作时,每个器件都处于安全电压范围,在25℃时漏电流仅为52nA.仿真结果表明,该检测电路可成功用于3×VDD容限的接口缓冲器.     

电网络的灵敏度研究

从电路分析的节点法出发,提出了用于求解线性电网络节点电压灵敏度与支路电压灵敏度的一种有效方法.这种方法用于电路灵敏度分析,只需要进行一种便于计算机编程的矩阵运算,即可得到电路的所有节点电压和支路电压对全部电路参数的灵敏度.     

90nm CMOS工艺下电压触发的ESD检测电路

提出两种90nm 1VCMOS工艺下电压触发的静电放电检测电路.电压触发的静电检测电路避免了纳米级工艺中的MOS电容栅极漏电问题.该检测电路包含一个反馈回路,提高了检测电路的触发效率,同时增加了反馈关断机制,在芯片工作时检测电路由于某些特殊因素误触发后,仍然可以自行关断,而不会进入闩锁状态.在3V静电放电仿真时,该电路能产生28mA触发电流,以开启箝位器件来泄放静电电荷.在25℃正常电压下工作时,漏电流仅为42(45)nA.仿真结果表明,该检测电路可成功用于纳米级CMOS工艺的集成电路静电保护.     

一种高电源抑制比带隙基准电压源的设计

采用共源共栅运算放大器作为驱动,设计了一种高电源抑制比和低温度系数的带隙基准电压源电路,并在TSMC 0.18μm CMOS工艺下,采用HSPICE进行了仿真.仿真结果表明:在-25～115℃温度范围内电路的温漂系数为9.69×10-6/℃,电源抑制比达到-100 dB,电源电压在2.5～4.5 V之间时输出电压Vref的摆动为0.2 mV,是一种有效的基准电压实现方法.     

一种新型的片内上电复位电路的设计

采用0.5um BiCMOS工艺设计了一种用于电源检测的上电复位电路。本文通过对比传统的上电复位电路,提出了一种结构新颖简单,性能可靠稳定的电路,最后利用Candence的Spectre给出了该电路在CSMC 0.5um工艺模型下的仿真后,结果表明,该电路的起拉电压相对稳定,受上电速率、温度和工艺的影响很小,性能远远优于传统的上电复位电路。     

带UVLO功能的CMOS零温度系数带隙基准

采用CMOS工艺设计了一种零温度系数的带隙基准与零温度系数欠压闭锁(UVLO)的复用电路。由于这种复用,使其与传统的采用BiCMOS或CMOS工艺设计的电路相比,工艺成本低,易于实现。电路由通过改进的带隙结构产生零温度系数的基准电压,并同时检测输入电压,产生对温度和工艺不敏感的输入电压检测信号跳变阈值,实现欠压闭锁。同时通过反馈实现迟滞,克服了单一阈值的弱抗干扰能力。     

基于倍增技术的超低压高精度CMOS开关设计

设计一种能够工作在超低电源电压下的CMOS开关.该结构运用电压倍增器获得高压,此高压使开关产生的恒定大跨导和大信号摆幅能够在低压电路中传输信号,虚拟开关提高了信号传输精度.在分析电路工作机理的基础上,结合0.35μm标准工艺模型优化了电路参数.合理的电路结构设计和版图设计增加了电路的使用寿命.理论分析和Hsp ice模拟结果表明:该结构能够在低于1 V电源电压下工作,虚拟开关的应用使信号传输精度从69%提高到99.7%.该结构实现了低压下高精度的模拟开关设计.     

1．8V高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源

通过对电压源传统设计中关于速度、噪声、工作温度范围方面的研究,设计了一种带隙基准电压源.基于TSMC工艺套件的电路模拟仿真表明,该电路可在1.5～1.8V电压下正常工作,功耗小于0.5 mW,输出电压为1.25V,温度系数低于1.8×10~(-5)/℃,且低频下PSRR的值可以达到-110 dB.     

以低压电力线为载体的扩频数据通信

本文作者设计了用于在低压电力线上进行数据传输的电路模块。此电路模块的核心部件是一种基于线性调频的扩频载波(SSC)技术的IC。实验结果证明,笔者提出的方案是正确可行的,电路模块的性能也很好,适用于低压电力线上传播数据。     

供电系统二次电路模拟实验装置的研制

介绍了一种模拟二次电路的新的实验装置。该装置可模拟采用电磁操动机构的断路器的跳、合闸以及带时限的过电流保护、电流速断保护、变压器气体继电保护、变压器低压侧的单相短路保护以及单相接地等继电保护和信号回路。该装置采用单相调压器模拟主电路，不用高压断路器，因此投资较少，操作方便；工作电压低，安全可靠；模拟功能较多，通过该装置能全面了解和熟悉供电系统一、二次电路的组成及原理，实用性强，有助于理论与实践的结合。     

High voltage detection circuit for power over the ethernet

A novel high voltage detection circuit with a high accuracy and low temperature coefficient for Power over the Ethernet (PoE) application is presented. The proposed detection circuit uses a bandgap comparator to detect the input voltage without an extra comparator and a voltage reference circuit, which reduces the chip area and detection time. In order to overcome the effect of the Ethernet resistor and avoid the circulating change of the detection circuit between the detection state and classification state, the proposed circuit uses a feedback circuit to realize the hysteresis function. The proposed detection circuit is implemented in 0.5μm65 V BCD process which occupies an active area of 590μm×310 μm. The measured results show that the temperature coefficient of the threshold voltage is 26.5×10^-6／℃ over the temperature range of -40℃ to 125℃. According to the measured results of 20 chips, the average value of the threshold voltage is 11.9V±0.25V, with a standard deviation of 0.138V.     

静止同步补偿器信号检测电路的实现

提出了基于DSP控制的静止同步补偿器(STATCOM)信号检测电路的设计与实现方法,重点阐述了同步信号发生电路和电压、电流瞬时值采样电路的组成原理与实现方法。实验结果表明:所设计的信号检测电路能较精确检测信号过零点和瞬时值,具有较高的实用价值,可用于其它如有源电力滤波器等需要精确测量电压、电流及其电压同步信号的装置中。     

低电压、高PSRR的带隙电压基准源

设计了一款高精度、低电源电压的CMOS带隙基准源,具有良好的电源抑制比。电路采用电流模结构和反馈控制实现了低电压、低功耗和高电源抑制比。基于0.25μm CMOS工艺,测试结果表明:在1V电源电压下,1KHz频率时,电源抑制比约为80dB,在0-70℃温度范围内,输出电压变化率不超过0.3%。     

一种高精度低温漂带隙基准电路的设计与实现

针对带隙基准电路对集成电路精度的影响,提出了一种新的低温漂带隙基准电路。通过分段温度补偿,补偿了带隙基准电路,减小了温度漂移,优化了基准的温度性能。基于西岳公司3μm18V双极工艺,设计了基准电路和版图,并进行流片。仿真和流片结果表明:在典型工艺角下,基准在-55℃~125℃内,温度系数为1.7×10 ^-6~6.0×10 ^-6/℃;在2.2V的电源幅度范围下,具有0.03 mV/V的电源抑制特性。该电路已成功应用于一款线性稳压电源中。     

新型钟控神经元MOS采样/保持电路

为实现连续时间信号到离散时间信号的转换, 提出一种采用钟控神经元MOS管设计的新型电压型采样保持电路.在设计新方案中,通过引入nMOS阈值补偿单元,克服单管神经元MOS跟随器存在阈值损失这一缺点,提高采样保持电路的精度.采用具有高功能度的钟控神经元MOS管实现采样保持和跟随输出,使所设计的电路具有简单的结构和较低的功耗.对钟控神经元MOS管的SPICE宏模型进行改进,改进后的模型可用于对具有可变浮栅预置电压的电路进行分析.采用TSMC 0.35 μm双层多晶硅CMOS工艺参数对设计电路进行HSPICE模拟,并对新设计方案与现有采用神经元MOS管设计的采样保持电路进行比较.模拟结果表明,所提出设计方案明显提高了采样精度,并具有较低功耗.     

基于FAIMS的高场非对称方波电源系统设计

设计了一种用于FAIMS（高场非对称波形离子迁移谱）系统的高场高频非对称方波电源。电源由驱动电路、脉冲成型电路、高通滤波器和补偿电压电路四部分组成。选用半桥结构产生脉冲电压,利用高通滤波器滤除高频方波中的直流分量,把正脉冲变成正负面积相等的非对称脉冲。建立了电路模型,通过实验验证了高场非对称脉冲电源模型建立的正确性。该电路能够输出峰峰值电压为1000V,方波频率为500kHz。     

高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源

介绍了一种采用0.5 μm CMOS N阱工艺制作的带隙基准电压源电路,该电路具有高电源抑制比和较低的温度系数。通过将电源电压加到运算放大器上,运算放大器的输出电压为整个核心电路提供偏置电压,整个核心电路的偏置电压独立于电源电压,使得整个带隙基准电路具有非常高的电源抑制比。基于SPECTRE的仿真结果表明,其电源抑制比可达116 dB,在-40℃~85℃温度范围内温度系数为46 ppm/℃,功耗仅为1.45 mW,可以广泛应用于模/数转换器、数/模转换器、偏置电路等集成电路模块中。     

应用于超宽输入范围的变拓扑LLC电路

为了拓展新能源并网的输入电压范围,提出一种全桥LLC (FBLLC)和半桥LLC(HBLLC)相结合的变拓扑电路.当输入电压低,采用FBLLC模态;当输入电压高,采用HBLLC模态.通过由数字信号处理器（DSP）进行全数字控制,电路随着输入电压的变化在HBLLC和FBLLC之间切换.这种变拓扑电路完全不增加额外器件,单纯依靠软件控制,控制简单,在拓扑切换上采用一种新的控制策略来尽可能优化效率.与传统LLC对比,分析和实验表明,在相同条件下,变拓扑LLC使输入电压范围能够拓展１倍.通过一个最大和最小输入电压比为4的对比试验,分别采用变拓扑LLC和传统LLC,结果表明：采用变拓扑电路,其整体效率能提升约3%.该拓扑适合应用于超宽输入电压范围的场合,如风力、光伏发电等.