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一种低功耗高稳定性的LDO设计

电子设计工程 2024年第14期32卷 115-120页

作者：谢海情曹武崔凯月赵欣领刘顺城长沙理工大学物理与电子科学学院湖南长沙410114 长沙理工大学柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室湖南长沙410114

基于Nuvoton 0.35μm CMOS工艺,设计了一种低功耗、高稳定性、高瞬态响应的无片外电容低压差线性稳压器(LDO)。误差放大器为交叉耦合结构,通过调节耦合对的比例可在低电流下获得相对大带宽和高增益,从而保证系统稳定性。电路基于自适应... 详细信息

基于Nuvoton 0.35μm CMOS工艺,设计了一种低功耗、高稳定性、高瞬态响应的无片外电容低压差线性稳压器(LDO)。误差放大器为交叉耦合结构,通过调节耦合对的比例可在低电流下获得相对大带宽和高增益,从而保证系统稳定性。电路基于自适应偏置结构,动态跟随负载电流变化,为前级误差放大器提供偏置电流,提高环路带宽进而提高LDO的瞬态响应。仿真结果表明,LDO的输入范围为1.3~3.3 V,输出电压稳定在1.2 V,压差仅为100 mV;全负载范围内相位裕度(PM)最差为64.4°;负载电流在0.1μA~20 mA跳变时,欠冲电压为71.52 mV、恢复时间为526 ns,过冲电压为90.217 mV、恢复时间为568 ns,最小静态电流为5.17μA。

关键词：低压差线性稳压器(LDO) 无片外电容低功耗瞬态响应

SOI基横向SAMBM APD三维建模与特性研究

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电子设计工程 2024年第16期32卷 59-63,68页

作者：谢进宜新博刘景硕崔凯月谢海情长沙理工大学物理与电子科学学院湖南长沙410114 长沙理工大学柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室湖南长沙410114

为更好表征器件的工作过程,为后续器件工艺制备实现提供更精确的理论支撑,采用SEN-TAURUS软件对SOI基横向多缓冲区SAM雪崩光电二极管进行三维建模仿真与特性研究。对器件的雪崩电压、光暗电流、响应度、雪崩增益、雪崩发生概率、光子探... 详细信息

为更好表征器件的工作过程,为后续器件工艺制备实现提供更精确的理论支撑,采用SEN-TAURUS软件对SOI基横向多缓冲区SAM雪崩光电二极管进行三维建模仿真与特性研究。对器件的雪崩电压、光暗电流、响应度、雪崩增益、雪崩发生概率、光子探测效率以及暗计数率进行研究分析。仿真结果表明,器件雪崩电压为8.0 V,在偏置电压为4 V时,器件暗电流为5.31×10^(-16)A;当入射光波长为400 nm,光功率为0.001 W/cm^(2)时,响应度为170 A/W,增益为308.6;过偏压为1 V时,光子探测效率峰值为42.3%,暗计数率为476 Hz。

关键词：雪崩光电二极管三维建模 I-V特性光子探测效率暗计数率

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高阶∑△ADC的抽取滤波器的设计

湖南大学学报（自然科学版） 2009年第3期36卷 36-39页

作者：曾健平孙凡博叶英谢海情章兢湖南大学物理与微电子科学学院湖南长沙410082

通过优化和改进梳状滤波器结构,采用FIR补偿滤波器以补偿通带衰减,并合理安排硬件电路以节省面积,设计了一种高速、低功耗高阶∑△ADC中的抽取滤波器.应用Matlab进行电路仿真,该滤波器阻带衰减为-65 dB,通带纹波为±0.05 dB,过渡带为0.4... 详细信息

通过优化和改进梳状滤波器结构,采用FIR补偿滤波器以补偿通带衰减,并合理安排硬件电路以节省面积,设计了一种高速、低功耗高阶∑△ADC中的抽取滤波器.应用Matlab进行电路仿真,该滤波器阻带衰减为-65 dB,通带纹波为±0.05 dB,过渡带为0.454fs^0.583fs.经过VerilogXL和系统验证,该滤波器完全满足∑△ADC的系统要求.

关键词：滤波器 ADC 有限冲激响应进位保留加法器

基于神经网络的雪崩光电二极管SPICE模型构建

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湖南大学学报:自然科学版 2023年第10期50卷 84-89页

作者：谢海情宜新博曾健平曹武谢进凌佳琪长沙理工大学物理与电子科学学院湖南长沙410114 长沙理工大学柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室湖南长沙410114 湖南大学物理与微电子科学学院湖南长沙410082

针对雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)雪崩前后电流数量级相差大、I-V特性曲线变化剧烈的特点,在对I-V特性数据进行对数化、归一化预处理的基础上,采用浅层神经网络完成I-V函数拟合,并进一步优化神经网络结构以提升模型准确性... 详细信息

针对雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)雪崩前后电流数量级相差大、I-V特性曲线变化剧烈的特点,在对I-V特性数据进行对数化、归一化预处理的基础上,采用浅层神经网络完成I-V函数拟合,并进一步优化神经网络结构以提升模型准确性.在此基础上,使用Verilog-A硬件描述语言实现APD的SPICE模型,并应用Cadence软件设计电路验证模型的有效性和准确性,引入相对误差评估模型的准确度.结果表明:优化后的神经网络学习的I-V特性函数与TCAD仿真数据的均方误差损失为2.544×10^(-7),SPICE模型验证电路采样数据与TCAD仿真数据的最大相对误差为3.448%,平均相对误差为0.630%,构建SPICE模型用时约50 h,实现了高精度、高效率的器件SPICE模型构建,对新型APD的设计与应用具有重要指导意义.

关键词： SPICE模型雪崩光电二极管神经网络相对误差

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带宽对平顶高斯宽带激光传输特性的影响

强激光与粒子束 2013年第8期25卷 1935-1938页

作者：彭润伍李乐李亚捷谢海情唐立军长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410114

研究了横向分布为平顶高斯模式的宽带激光在自由空间的传输特性,分析了频带宽度对其强度分布的影响。首先推导了平顶高斯模式宽带激光的每一频率分量在自由空间的传输公式,然后将频率域的传输公式通过傅里叶变换得到时间域的传输公式。... 详细信息

研究了横向分布为平顶高斯模式的宽带激光在自由空间的传输特性,分析了频带宽度对其强度分布的影响。首先推导了平顶高斯模式宽带激光的每一频率分量在自由空间的传输公式,然后将频率域的传输公式通过傅里叶变换得到时间域的传输公式。基于推导的公式通过数值算例给出了不同频带宽度激光光束的强度分布结果,详细分析了空间模式的变化和时空耦合现象。研究结果表明:随着传输距离增大,平顶高斯空间模式趋于高斯分布。同时随着带宽增大,平顶高斯模式宽带激光表现出更强的时空耦合现象,并导致其空间横向分布发生明显变化。变化的主要特征为波前的强度分布随带宽增大而变窄,波后的强度分布则随带宽增大而远离轴中心向外扩展。

关键词：激光物理频带宽度时空耦合窄化效应扩展效应

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光敏BJMOSFET的物理模型及数值模拟

湖南大学学报（自然科学版） 2009年第5期36卷 47-50页

作者：曾云谢海情曾健平张国梁王太宏湖南大学物理与微电子科学学院湖南长沙410082

基于SOI薄膜,提出一种引入P+N注入结的光敏BJMOSFET(Bipolar JunctionMetal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)结构.在此光敏器件中,栅电压使薄膜耗尽但不反型,光生载流子的复合可以忽略.根据基本的半导体方程,建立该器件... 详细信息

基于SOI薄膜,提出一种引入P+N注入结的光敏BJMOSFET(Bipolar JunctionMetal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)结构.在此光敏器件中,栅电压使薄膜耗尽但不反型,光生载流子的复合可以忽略.根据基本的半导体方程,建立该器件的物理模型.数值模拟结果显示:在光敏BJMOSFET中,光生电子和空穴都参与导电,和传统的MOS管相比具有较高的灵敏度.此外,它能消除CMOS工艺下PN结大的暗电流,完全与CMOS工艺兼容.

关键词：光电晶体管 BJMOSFET 物理模型数值模拟

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自主移动机器人定位系统中Kalman滤波算法改进

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计算机应用研究 2011年第5期28卷 1710-1712页

作者：曾健平王保同谢海情湖南大学物理与微电子科学学院长沙410082

为了解决常规Kalman滤波算法在移动机器人定位过程中运算量大、精度不高的问题,在分析传统Kal-man滤波器缺点的基础上,提出了一种基于U-T参数变换的方法对常规Kalman滤波算法进行了改进。改进后的Kalman滤波算法消减了传统Kalman滤波器... 详细信息

为了解决常规Kalman滤波算法在移动机器人定位过程中运算量大、精度不高的问题,在分析传统Kal-man滤波器缺点的基础上,提出了一种基于U-T参数变换的方法对常规Kalman滤波算法进行了改进。改进后的Kalman滤波算法消减了传统Kalman滤波器高阶项无法忽略而带来的误差。实验结果表明,改进型的Kalman滤波算法使机器人的最大位置偏差得到减小,对移动机器人的定位精度有明显改善。误差仿真曲线表明,改进后的定位结果误差波动不明显,使定位系统的稳定性得到了较大提高。

关键词： Kalman滤波器 U-T变换移动机器人定位系统

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La掺杂ZnS的电子结构与稳定性的研究

固体电子学研究与进展 2013年第1期33卷 1-5页

作者：谢海情唐立军曾云文勇军彭平长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410004 湖南大学物理与微电子科学学院长沙410082

采用第一性原理赝势平面波方法研究了La掺杂ZnS体系的电子结构与稳定性。通过对掺杂前后各模型的形成热、结合能、能带结构、态密度、Mulliken电荷和键重叠聚居数的计算与分析,结果表明:La置换ZnS中的Zn是许可的,且能够稳定存在;La原子... 详细信息

采用第一性原理赝势平面波方法研究了La掺杂ZnS体系的电子结构与稳定性。通过对掺杂前后各模型的形成热、结合能、能带结构、态密度、Mulliken电荷和键重叠聚居数的计算与分析,结果表明:La置换ZnS中的Zn是许可的,且能够稳定存在;La原子较Zn原子具有较强的失电子能力,La原子的掺入,对ZnS体系具有共价键与离子键的共同作用;导致体系能带结构发生明显变化,禁带宽度变小,系统发生Mott转变,从半导体变为金属;原子半径较大的La原子致使其周围的电子分布表现出一定的各向异性。

关键词：电子结构稳定性硫化锌第一性原理计算

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色散透镜系统中宽带厄米-高斯光束的焦移

激光技术 2019年第3期43卷 406-410页

作者：谢鹏飞彭润伍谢海情长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410114

为了了解带宽对厄米-高斯光束的聚焦特性和焦移的影响,采用衍射积分推导了TEM_(11)模和TEM_(22)模厄米-高斯光束通过受光阑限制色散透镜的传输公式,并利用数值计算对聚焦光强分布进行了研究,分析了带宽对两种模式焦移的影响。结果表明,T... 详细信息

为了了解带宽对厄米-高斯光束的聚焦特性和焦移的影响,采用衍射积分推导了TEM_(11)模和TEM_(22)模厄米-高斯光束通过受光阑限制色散透镜的传输公式,并利用数值计算对聚焦光强分布进行了研究,分析了带宽对两种模式焦移的影响。结果表明,TEM_(11)模和TEM_(22)模厄米-高斯光束的焦移量都会随带宽增大而增大,但两者的大小依赖相对带宽;当相对带宽小于0.25时,TEM_(22)模焦移量大于TEM_(11)模焦移量,然而相对带宽大于0.25时,后者会稍大于前者;带宽变化使TEM_(22)模轴上光强主极大和次极大发生消长,从而引起轴上光强极大位置发生跃变。该研究结果对宽带厄米-高斯光束的应用具有一定的参考价值。

关键词：激光物理焦移色散透镜带宽