65纳米硅衬底上低损耗带屏蔽的共面波导传输线建模

共面波导传输线可以用作毫米波频段片上的高品质因子的无源器件。在这篇文章里,采用CMOS 65nm工艺设计和制造了加地线屏蔽和不加地线屏蔽的共面波导传输线。本文提出一个基于物理的模型来描述传输线单位长度的频率相关的电感、电容、电阻和电导参数。从基本的共面波导结构出发,模型里加入了慢波效应和底线屏蔽效应的影响。实验数据表明模型有很高的准确度。     

On modeling the digital gate delay under process variation

To achieve a characterization method for the gate delay library used in block based statistical static timing analysis with neither unacceptably poor accuracy nor forbiddingly high cost,we found that general-purpose gate delay models are useful as intermediaries between the circuit simulation data and the gate delay models in required forms.In this work,two gate delay models for process variation considering different driving and loading conditions are proposed.From the testing results,these two models,especially the one that combines effective dimension reduction(EDR) from statistics society with comprehensive gate delay models,offer good accuracy with low characterization cost,and they are thus competent for use in statistical timing analysis(SSTA).In addition, these two models have their own value in other SSTA techniques.     

亚100nm体硅MOSFET集约I-V模型

利用“局域化”的概念和二维泊松方程的解析解，建立了沟道方向上二维量子效应对阈电压的修正模型．基于密度梯度理论，建立了多晶硅栅内量子效应对阈电压的修正模型．在此基础上，结合弹道理论，开发了一个适用于亚100nm MOSFET的集约I-V模型．通过与TSMC提供的沟长为45nm实际器件测试结果，以及与三组亚100nm MOSFET的数值模拟结果的比较，证明了该模型具有良好的精度（平均误差小于8%）和可延伸性．     

GaAs器件中载流子非稳态输运的蒙特卡罗模拟

本文用多粒子蒙特卡罗方法对GaAs器件中的载流子非稳态输运过程进行了模拟,解释了载流子速度过冲效应对亚微米器件性能的影响。给出了一种由P集电区、P~+缓变基区和AlGaAs/GaAs异质发射结组成的N~+P~+PN新结构,预计将对缩短基区-集电区渡越时间有明显的作用。     

AlGaN/GaN HEMT二维静态模型与模拟

考虑AlGaN/GaN材料的自发、压电极化效应和量子效应,通过泊松方程、薛定谔方程和流体力学方程组的数值自洽求解方法,对AlGaN/GaN HEMT的二维静态模型与模拟问题进行了研究,得到了器件区域的导带图、二维电子气分布、电子温度特性、直流输出和转移特性,并对模拟结果进行了分析与讨论.     

GaAs高速数字单片电路的计算机辅助设计和实验

<正> 本研究工作针对研制中的GaAs二分频器某实际电路,进行了单管MESFET,串联箝位SBD和BFL或非门及环振电路的实验制作和性能测试,在确立了MESFET的计算机模型及相应模型参数提取方法的基础上,采用SPICE3A7程序,对MESFET器件及相关电路,从静态至动态,从简单逻辑门至整个分频器进行了计算机模拟和部分优化,给出了分频器电路的设计改进。     

一种具有片上译码/放大功能的微阵列电路及其与生物纳米系统的集成

提出了一种用SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺实现的全集成CMOS微阵列生物芯片,并成功地实现了其与一种新的生物纳米系统的集成. 该电路实现了19μm×19μm电极的4×4 (16单元）阵列,反相电极,电流模式放大器,译码电路,以及逻辑控制电路的单片集成,并能够提供-1.6~1.6V的组装电压,8bit的电位分辨率及39.8dB的电流增益,电源电压为1.8V,而失调和噪声电流分别为5.9nA和25.3pArms. 在实验中,利用该电路实现了对30nm聚乙烯醇包裹的磁性粒子的片上选择性组装,并对实验结果进行了讨论,从而验证了该电路的正确性和该集成方法的可行性.     

基于MOS Model 20的RF-S0I LDMOS大信号建模

提出了一种新的基于Philips MOS Model 20(MM20)的RF-SOI(radio frequency silicon-on-insulator)LDMOS(1aterally dif-fused MOS)大信号等效电路模型.描述了弱雪崩效应以及由热效应引起的功率耗散现象.射频寄生元件由实验测得的S参数解析提取,并通过必要的优化快速准确地获得最终值.模型的有效性是通过-20栅指(每指栅长L=lμm,宽W=50μm)体接触高阻RF-SOl LDMOS在直流,交流小信号和大信号条件下的实验数据验证的.结果表明,直流、S参数(10MHz～20.01GHz)以及功率特性的仿真和实验测得数据能够很好地拟合.说明本文提出的模型具有良好和可靠的精度.本文完成了对MM20在RF-SOI LDMOS大信号应用领域的拓展.模型由Verilog-A描述,使用ADS(hpeesofsim)电路仿真器.     

基于D-S效应的太赫兹源研究

基于Dyakonov-Shur 效应(D-S 效应)利用MOSFET 可构建太赫兹源。研究表明MOSFET沟道内的1mV信号在偏置电压的作用下产生波动并形成等离子波,其电学特性与谐振腔相似。当MOSFET 外接5 V 的偏置电压源时,输出频率为2.15THz、峰值为2mV 的等离子信号。通过调节偏置电压(1～20 V)可以使输出信号在0.96～4.30THz 范围内调频。此外,MOSFET 在5V 的偏置电压和5A的偏置电流的共同作用下,沟道内产生的等离子波随时间的推移以指数形式放大。受器件限制和沟道夹断效应影响,该信号源的最大输出电压为20V,电压增益最大可达到86dB,最大输出功率为200W。在器件允许范围内,偏置电压越大信号频率越高、偏置电流越大起振时间越短,且偏置电流引起的信号频偏小。     

Broyden算法在薛定谔方程和泊松方程自洽求解中的应用

利用Broyden算法,通过自洽求解一维半导体量子线的电子浓度分布和电势分布,和常用的牛顿法以及逐次超松弛(SOR)法相比较,确认了Broyden算法的收敛结果正确,并减少了达到收敛的迭代步数,是对于薛定谔方程和泊松方程组成的非线性方程组系统自洽求解的有力工具.