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CMOS反相器的快上升沿强电磁脉冲损伤特性

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强激光与粒子束 2022年第8期34卷 75-83页

作者：梁其帅柴常春吴涵李福星刘彧千杨银堂西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体国家重点实验室西安710071

随着电磁环境的日益复杂,保证集成电路(IC)的可靠性成为一个巨大的挑战。在此基础上,通过对CMOS反相器的仿真和实验研究,研究了快上升沿电磁脉冲(EMP)引起的陷阱辅助隧穿(TAT)效应。对此进行了详细的机理分析用于解释其物理损伤过程。EM... 详细信息

随着电磁环境的日益复杂,保证集成电路(IC)的可靠性成为一个巨大的挑战。在此基础上,通过对CMOS反相器的仿真和实验研究,研究了快上升沿电磁脉冲(EMP)引起的陷阱辅助隧穿(TAT)效应。对此进行了详细的机理分析用于解释其物理损伤过程。EMP感应电场在氧化层中产生陷阱和泄漏电流,从而导致器件的输出退化和热失效。建立了退化和失效的理论模型,以描述输出退化及热积累对EMP特征的依赖性。温度分布函数由半导体中的热传导方程导出。基于TLP测试系统进行的相应实验证实了出现的性能退化,与机理分析一致。Sentaurus TCAD的仿真结果表明,EMP引起的损坏是由栅极氧化层中发生的TAT电流路径引起的,这也是器件的易烧坏位置。此外,还讨论了器件失效与脉冲上升沿的关系。本文的机理分析有助于加强其他半导体器件的EMP可靠性研究,可以对CMOS数字集成电路的EMP加固提出建议。

关键词： CMOS反相器电磁脉冲陷阱辅助隧穿机理分析

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AOT控制的降压型转换器的稳定性分析

微电子学 2019年第6期49卷 829-833页

作者：徐婷婷柴常春王艳秀刘彧千西安电子科技大学微电子学院西安710071 上海韦尔半导体股份有限公司上海201203

为了保证自适应导通时间控制的降压型转换器能在输入电压全范围内正常工作,通过理论分析和时域推导,研究了输出电容的ESR对系统稳定性的影响。结果表明,只有ESR足够大,才能保证其电压变化率大于输出电容电压变化率,从而保证系统的稳定... 详细信息

为了保证自适应导通时间控制的降压型转换器能在输入电压全范围内正常工作,通过理论分析和时域推导,研究了输出电容的ESR对系统稳定性的影响。结果表明,只有ESR足够大,才能保证其电压变化率大于输出电容电压变化率,从而保证系统的稳定。此外,建立了ESR的最小临界值与输入电压之间的数学模型,并揭示了二者存在反比例关系。不同ESR条件下的输入电压扰动时域仿真结果说明了ESR对系统稳定的重要性。通过比较理论数学模型的拟合曲线与实际仿真结果,验证了理论分析和数学模型的正确性。

关键词：降压型转换器自适应导通时间等效串联寄生电阻稳定性

Ohmic Contact Property of Ti/Al/Ni/Au on AlGaN/GaN Heterostructures for Application in Ultraviolet Detectors

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Journal of Semiconductors 2008年第11期29卷 2187-2191页

作者：张军琴杨银堂柴常春李跃进贾护军西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

Ohmic contacts of Ti/Al/Ni/Au multi-layer metal on A10.27 Ga0.73N/GaN heterostructures were fabricated. Specific contact resistivities were measured by the linear transmission line method （LTLM） and the circular transmission line method （CTLM） ,respectively. A minimum specific contact resistivity of 1.46× 10 ^-5Ω· cm^2z was obtained by evaporating a Ti（10nm）/Al（100nm）/Ni（40nm）/Au（100nm） multi-layer and annealing for 30s at 650℃ in ultra-high purity N2 ambient. A10.27 Ga0.73 N/GaN photoconductor ultraviolet （UV） photodetectors were prepared. The dark current-voltage （I-V） characteristics of the detectors were measured and the result shows that the I- V curve was linear. Experimental results indicate that good ohmic contact on the Al0.27 Ga0.73 N/GaN heterostructure is obtained and it can be applied in high- performance AlGaN/GaN UV photodetector fabrications.

关键词： AlGaN/GaN ohmic contact specific contact resistivity transmission line method Ti/Al/Ni/Au ultravi-olet detectors

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结构光照明层析多样性表面形貌测量

计测技术 2023年第1期43卷 161-168页

作者：叶卓杭柴常春刘晓军华中科技大学机械科学与工程学院数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074

围绕散射表面和复杂微结构表面形貌高精度测量需求,对基于结构光照明的表面形貌测量技术与系统进行了研究,设计了基于科勒照明结合数字微镜器件调制的具有良好结构光对比度和均匀性的结构光照明光学系统,提出了基于高斯曲线插值的虚拟狭... 详细信息

围绕散射表面和复杂微结构表面形貌高精度测量需求,对基于结构光照明的表面形貌测量技术与系统进行了研究,设计了基于科勒照明结合数字微镜器件调制的具有良好结构光对比度和均匀性的结构光照明光学系统,提出了基于高斯曲线插值的虚拟狭缝SlitMask结构照明共焦层析算法与基于迭代高斯拟合的峰值提取重建算法,建立了结构光照明表面形貌测量系统,利用单刻线对系统进行准确性与重复性测试,结果表明相对示值误差为1.87%,重复测量结果的标准差为0.0014μm。对玻璃多刻线样板和车削表面进行测试,验证了本系统不仅可用于反射表面的测量,还对散射表面具有较好的测量能力。

关键词：表面形貌测量结构光照明显微镜光学层析重建算法

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一种低压低功耗CMOS折叠-共源共栅运算放大器的设计

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现代电子技术 2007年第24期30卷 191-193,196页

作者：程春来柴常春唐重林西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室陕西西安710071

设计了一种低压低功耗CMOS折叠-共源共栅运算放大器。该运放的输入级采用折叠-共源共栅结构,可以优化输入共模范围,提高增益;由于采用AB类推挽输出级,实现了全摆幅输出,并且大大降低了功耗。采用TSMC 0.18μmCMOS工艺,基于BSIM3V3 Spic... 详细信息

设计了一种低压低功耗CMOS折叠-共源共栅运算放大器。该运放的输入级采用折叠-共源共栅结构,可以优化输入共模范围,提高增益;由于采用AB类推挽输出级,实现了全摆幅输出,并且大大降低了功耗。采用TSMC 0.18μmCMOS工艺,基于BSIM3V3 Spice模型,用HSpice对整个电路进行仿真,结果表明:与传统结构相比,此结构在保证增益、带宽等放大器重要指标的基础上,功耗有了显著的降低,非常适合于低压低功耗应用。目前,该放大器已应用于14位∑-Δ模/数转换电路的设计中。

关键词：运算放大器折叠-共源共栅 AB类输出低压低功耗

一种低压低功耗CMOS折叠—共源共栅运算放大器的设计

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中国集成电路 2007年第9期16卷 40-44页

作者：程春来柴常春唐重林西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室

本文设计了一种低压低功耗CMOS折叠-共源共栅运算放大器。该运放的输入级采用折叠-共源共栅结构,可以优化输入共模范围,提高增益;由于采用AB类推挽输出级,实现了全摆幅输出,并且大大降低了功耗。采用TSMC0.18μmCMOS工艺,基于BSIM3V3Sp... 详细信息

本文设计了一种低压低功耗CMOS折叠-共源共栅运算放大器。该运放的输入级采用折叠-共源共栅结构,可以优化输入共模范围,提高增益;由于采用AB类推挽输出级,实现了全摆幅输出,并且大大降低了功耗。采用TSMC0.18μmCMOS工艺,基于BSIM3V3Spice模型,用Hspice对整个电路进行仿真,结果表明:与传统结构相比,此结构在保证增益、带宽等放大器重要指标的基础上,功耗有了显著的降低,非常适合于低压低功耗应用。目前,该放大器已应用于14位∑-△模/数转换电路的设计中。

关键词：运算放大器折叠-共源共栅 AB类输出低压低功耗

一种增强BOOST转换器抗干扰能力的电路设计

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西安邮电大学学报 2019年第5期24卷 53-58页

作者：姜婵荣柴常春韩晨曦西安电子科技大学微电子学院

针对自适应导通时间控制下的BOOST转换器在外界条件变化或者负载电流发生跳变时可能出现的异常工作状态,提出了一种提高其抗干扰能力的电路设计方案。通过在BOOST电源管理芯片的自适应导通定时器内增加一个由复位端和置位端信号同时控... 详细信息

针对自适应导通时间控制下的BOOST转换器在外界条件变化或者负载电流发生跳变时可能出现的异常工作状态,提出了一种提高其抗干扰能力的电路设计方案。通过在BOOST电源管理芯片的自适应导通定时器内增加一个由复位端和置位端信号同时控制的开关,增加了一条在可能出现异常情况下电容的放电通路,从而提高了电路的抗干扰能力,使得转换器能够在较短时间内恢复正常。仿真结果表明,在BOOST转换器的负载电流发生突增后,改进后的电路能够在8μs内恢复到正常的工作状态。提出的设计方案能够增强BOOST转换器的抗干扰能力,并且BOOST转换器能够在较短时间内恢复正常启动过程。

关键词： BOOST转换器抗干扰恒定频率

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用于DDS系统相位累加器的加法器设计

现代电子技术 2007年第13期30卷 49-50,54页

作者：张萍高海霞柴常春杨银堂西安电子科技大学微电子研究所陕西西安710071

直接数字频率合成器(DDS)具有频率转换时间短、分辨率高、输出相位连续等优点,是现代频率合成的重要技术之一。在分析了DDS基本原理的基础上,对DDS中的核心单元之一相位累加器进行了系统研究。分别利用镜像电路和超前进位全加器实现信... 详细信息

直接数字频率合成器(DDS)具有频率转换时间短、分辨率高、输出相位连续等优点,是现代频率合成的重要技术之一。在分析了DDS基本原理的基础上,对DDS中的核心单元之一相位累加器进行了系统研究。分别利用镜像电路和超前进位全加器实现信号源累加器模块,进行模拟仿真并比较,结果表明镜像加法器在运算速度、版图布局上都优于超前进位加法器。

关键词：直接数字频率合成器相位累加器镜像加法器超前进位加法器

GaAs基PHEMT低噪声放大器的强电磁脉冲效应与机理

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现代应用物理 2022年第3期13卷 141-149页

作者：安琪柴常春李福星吴涵杨银堂西安电子科技大学微电子学院教育部宽禁带半导体材料与器件国家重点实验室西安710071

利用Sentaurus TCAD仿真工具,建立了一种基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管的共源极低噪声放大器电路模型,通过在电路输入端口注入高功率微波,讨论了器件内部峰值温度、电场强度、电流密度和碰撞电离率等物理参数的变化,分析了器件的烧毁... 详细信息

利用Sentaurus TCAD仿真工具,建立了一种基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管的共源极低噪声放大器电路模型,通过在电路输入端口注入高功率微波,讨论了器件内部峰值温度、电场强度、电流密度和碰撞电离率等物理参数的变化,分析了器件的烧毁机理。进一步讨论了不同信号参数和端口外接电阻对器件损伤效应的影响。结果表明,电流焦耳热累积导致低噪声放大器电路中晶体管栅极下方偏漏极一侧发生烧毁,烧毁时间随注入信号功率的增大而减小,随注入信号频率的增大而增大;此外,晶体管端口外接电阻会减弱传入器件内部的能量,进而减缓器件的损伤进程,提高电路对电磁脉冲的耐受性,与漏极相比,源极外接电阻对损伤进程的减缓效果更强。

关键词： GaAs赝配高电子迁移率晶体管高功率微波电磁脉冲低噪声放大器损伤效应