CMOS 集成硅压力传感器特性的线性分析

作者对最新设计的具有方形硅膜片的 CMOS 集成硅压力传感器的特性进行了理论的和实验的分析。结果表明:传感器的非线性是由硅膜片的大幅度偏折(deflecti-on)和压阻元件的非线性压阻特性所引起的。文章还指出了将非线性减至最小程度时传感器的最佳结构形式。对所制得的压力传感器的非线性作了测量,其值与数学分析值十分吻合。     

一种高压直采ADC的抗总剂量辐照设计

由于γ射线对SiO2的电离作用，会引起MOS管阈值电压负漂移和二极管死区漏电变化，负漂移和漏电变化程度随MOS管栅氧厚度增加而加大。这样在设计高压直采ADC时，实现稳定基准和低漏电开关是个难点，通常的解决方法是优化电路参数裕量和版图，但很少考虑MOS管的反型和二极管的死区漏电。重点研究了MOS器件阈值和二极管死区漏电流变化对器件参数影响的机理，并提出一种不同电源电压MOS管结合设计思路，同时考虑了减小二极管死区漏电的影响。最后，通过使用不同电源电压MOS管设计和二极管死区漏电流分析，高压ADC在50krad（Si）总剂量条件下仍能达到设计要求。     

用于导航接收机的高线性度可编程增益放大器

针对导航接收机的系统要求,设计一个高线性度、宽增益变化范围由吉尔伯特电路和电流反馈放大电路组成的可编程增益放大器。放大器在SMIC 0.18μm CMOS工艺下实现,增益控制范围为-11dB～40dB,步长为1dB,3dB带宽为60MHz;当输出差分峰峰值为1V时,三阶交调失真在-65dB以下;电源电压为1.8V时,最大功耗不超过3.5mW。     

带有调节电路和温度补偿的硅压力传感器

本文介绍一种芯片上带有信号调节功能的硅压力传感器。制作时,在标准的3μmCMDS工艺过程中加入了微机械加工工艺,利用带电化学阻蚀剂的各向异性腐蚀技术,在(100)取向硅片上进行腐蚀。控制膜片厚度,使厚度容差小于0.5μm。在同一膜片上,集成了完整的CMDS测量电路。带压阻元件的惠氏电桥的输出信号由一个仪器放大器放大。该放大器的放大率和温度有关,以便补偿灵敏度随温度的变化。另外,灵敏度本身的变化、偏置和偏置随温度的变化亦予以补偿。芯片还具备微调功能,以便在-40～+125℃范围内对所述各参数进行调节。     

湿度测量的电路设计

文章简介湿度传感器的结构、特性、线性化方法、温度补偿方法及其与微机的接口。感湿元件是高温烧结的金属氧化物微孔陶瓷,其电阻值随表面吸附的水份数量而变,据此测量湿度。元件电阻具负温度系数,适用于多种气氛,具有足够的可靠性。文中简介了有关电路。该湿度计适用于0～45℃、30～90%RH。电源电压直流16V,输出电流5A。     

硅压阻式湿度传感器

介绍应变式湿度传感器的工作原理,以硅压阻元件为基础,制作了湿度传感器、组成桥式电路,得到电压输出,湿度与输出呈直线关系,滞后特性甚小,满足实用要求。     

应用于导航接收机的CMOS可变增益放大器设计

设计一种应用于COMPASS/GPS双系统兼容接收机射频芯片的CMOS可变增益放大器。放大器电路的增益由可变跨导和可变输出负载共同实现,并通过指数电压转换电路实现电路增益与控制电压的dB线性变化特性。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺库的仿真结果表明,在保证较小芯片面积及较低功耗的条件下,所设计的可变增益放大器实现了-95dB～32dB的宽动态范围增益控制。     

基于噪声抵消技术的射频宽带低噪声放大器设计

基于SMIC 0.181μm CMOS工艺,设计一款可用于1GHz~2GHz射频接收机前端的低噪声放大器。放大器利用共栅结构实现输入阻抗匹配,采用噪声抵消技术实现低噪声,核心电路尺寸为600μm×650μm。仿真结果表明,在1GHz~2GHz频率范围内,输入反射系数小于-10dB,噪声系数低于3.63dB,输入1dB压缩点在1.414GHz为-6.93dBm,在1.8V电源电压下,主体电路的功耗为18.8mW。     

用于GPS接收机的CMOS RSSI电路的设计

基于GPS接收机射频前端芯片组,设计一种采用SMIC 0.18μm CMOS工艺的限幅放大器和RSSI电路。电路采用差分结构,减小了电路中器件不匹配的影响。限幅放大器单元采用折叠共源共栅式折叠二极管负载结构,这种结构适合低电源电压工作,同时具有良好的工艺稳定性。直流偏移消除电路采用交叉连接的源极耦合对结构。仿真结果显示,在1.8V的电源电压条件下,限幅放大器增益70dB,带宽100MHz,RSSI的动态范围大于55 dB,线性误差小于1dB,总体功耗约为3.7 mW。     

高精度、快速瞬态响应LDO电路设计

文章设计实现了一款高精度、快速瞬态响应LDO电路。该设计采用高阶曲率补偿技术，以提高带隙基准电压的温度特性；采用多级熔丝修调技术，以提高基准电压和基准电流精度；采用调整管栅极寄生电荷泄放技术和负载电流泄放技术，以优化LDO快速瞬态响应特性。这里采用0.6μm Trench SOI CMOS 工艺设计、制造。测试结果表明，输出误差小于1%，瞬态响应特性与国外产品相当。     

高温环境下SRAM器件单粒子锁定效应试验研究

深空探测任务面临辐射与温度变化综合作用的恶劣环境,易导致作为航天器电子系统主要组成的CMOS集成电路发生单粒子锁定效应。着眼于在轨应用需求,针对体硅工艺SRAM器件进行了高温环境单粒子锁定试验研究,在不同电压和温度条件下开展重离子辐照试验,结果表明,随着器件工作电压的升高,单粒子锁定敏感性增加;随着温度升高,单粒子锁定截面增加,从常温到125℃的增幅约为1个数量级:即高温高电压下更易触发器件单粒子锁定效应。     

惠斯通电桥式压力传感器温度补偿电路设计

基于惠斯通电桥式压力传感器桥阻随温度变化的特性,电路设计通过利用桥阻随温度变化、桥路电压也随之改变的特性,完成对压力传感器的温度补偿。针对压力传感器灵敏度正温度系数-零位正温度系数、灵敏度正温度系数-零位负温度系数、灵敏度负温度系数-零位正温度系数、灵敏度负温度系数-零位负温度系数这四种情况进行补偿电路设计,并对传感器灵敏度温度补偿部分电路进行公式推导,选择合适的电路参数。计算结果表明,电路补偿达到理想效果。     

热敏电阻温度/电压转换电路

目前,工厂自动化装置和办公室自动化机器都配上了微型计算机。从温度传感器和微型计算机的连接来看,要求有温度/电压转换电路。这里介绍一种由一个运算放大器构成的热敏电阻温度/电压转换电路。     

一种抗辐照加固高压DAC的设计

高压DAC由于采用了大量厚栅氧MOS管,在总剂量辐照环境下会引起器件参数漂移、漏电流增加等.通常的解决方法是衬底隔离寄生MOS管、NMOS管环栅设计、栅氧工艺优化等方法,而很少分析辐照条件下,电压和电路结构对MOS管阈值和漏电的影响.文章对总剂量辐照条件下,不同电压对MOS器件阈值和漏电的作用进行综合分析;重点研究了MOS器件的不同阈值变化对DAC影响的机理.并提出一种低电源电压的设计思路,有效提高了高压DAC的抗辐照能力.最后,利用内置LDO和输出运放钳位降压的设计,将高压DAC的抗辐照能力提高至50k rad(Si).     

电源转换模块LTC3780的工作性能仿真分析

为了获得可应用于航天器系统的稳定的供电电源,采用高性能升压-降压开关稳压控制器LTC3780,设计在低压、高压和正常供电时都能实现预期输出电压的电源转换电路;利用LTspice软件对该电源转换电路进行工作性能仿真,主要对不同输入电压时的输出电压和不同负载时的带载能力进行了仿真,通过仿真实现了稳定的电压输出和较强的带载能力。     

电阻应变传感器的补偿技术

电阻应变传感器在实际工程中应用很广,但由于元件材料本身和结构形式、工艺、应变计性能及粘贴等原因,还会由于温度变化而产生零点漂移而产生误差,本文对其补偿技术进行分析。     

高可塑性射频通道增益温度补偿电路构架研究

介绍了高可塑性线性工作模式及压缩工作模式射频通道增益温度补偿电路架构。该补偿电路具有低功耗、高集成、小型化的优点,其主要由模拟衰减器和控制电路两部分组成。模拟衰减器动态范围约为20dB，位于射频链路中不影响噪声系数及输出功率的位置。控制电路是由4只正、负温度系数不同的阻值热敏电阻与待调电阻嵌套组成纯电阻网络，稳压后直流电压经过该电阻网络后得到随温度变化的控制电压。该控制电压随温度变化灵活，共有抛物线、碗状、正反L形状和正反斜率线性变化6种趋势，可完全满足射频通道线性工作模式和压缩工作模式增益稳定不同需求。对高可塑性射频通道增益温度补偿电路架构进行了原理分析，并给出具体设计过程。通过软件仿真和实物验证了电路架构合理有效。星载C频段接收机应用该补偿电路后,在-5℃~55℃范围内，增益温度稳定度约0.1dB，达到国际先进水平。     

全桥ZVS变换器的一个新系列

本文介绍软开关全桥（FB）脉宽调制（PWM）变换器的一种新系列，它的特征是在宽范围输入电压和输出负载上所有桥开关是零电压开关（ZVS）的，并且具有最小的占空比损耗和环流。ZVS的初级开关采用两个磁性元件来实现，两个桥臂间的相移变化使这两个磁性元件的伏秒积作相反方向的变化。其中一个磁性元件是变压器，而另一个是耦合电感器或是单绕组电感器。采用变压器是提供隔离输出，而电感器用于为ZVS存贮能量。     

一种用于高频频率合成器的低功耗可编程分频器

介绍一种应用于高频频率合成器的低功耗可编程分频器。分频器由双模前置分频器及数字可编程分频器构成。提出一种新的相位开关技术,并基于此技术设计了16/17双模前置分频器,模块结构简单,可工作于吉赫兹频段。数字部分采用一种优化算法,使得其输出模式控制信号可直接控制双模前置分频器的分频比,简化了整体电路结构,提高了电路工作速度。设计基于SMIC0.18μm1P6M RF CMOS工艺实现,后仿真结果表明,电路工作频率最高可达3GHz,在1.8V供电电压、1.4GHz工作频率时,双模前置分频器的功耗仅为1.8mW。     

航空侦察中使用离轴3镜式反射光学元件的多光谱传感器

文章描述了地基多光谱传感器的设计与试验，该传感器使用离轴３镜反射光学元件作为成像光学元件，使用分光镜划分谱段。离轴３镜光学元件可在宽视场范围内提供一个光谱范围宽、空间分辨率的无遮挡现场。３镜式像散透镜由２个非球面镜和一个球面镜组成，设计构成远心焦平面。分光镜将光谱范围划分为３个可见光谱段、１个近红外谱段、１个中波红外谱段、１个长波红外谱段。中继光学元件用于调整红外放大系数。ＣＣＤ探测器上具有１００