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紫金山天文台台刊 1994年第2期13卷 162-167页

作者： Luo,GQ

非理想效应的冷密气体状态方程及其在天体物理中的应用(英文)

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紫金山天文台台刊 1994年第2期13卷 80-85页

作者： G.Q.Luo Yunnan Observatory P.O.Box 110 KunmingYunnan 650011P.R.China

On the basis of the theory of the grand-canonical ensemble, we have developed a grand-canonical approach in the ’chemical picture" for the equation of state. The approach defines atomic configuration probabilities and gives a conservation equation for the electron number for calculating the occupation numbers of atoms and molecules. The approach also incorporates the perturbations caused by plasma interactions in cool-dense gases into the equation of state formulation and gives the resulting nonidca) terms of thcrmodynamic properties. The resulting formulae have been applied to the study of the properties of cool-dense plasmas and standard solar models. The phase transitions of high temperature plasmas and the influences of pressure ionization effects through solar interior opacities on solar models have been investigated.

关键词：非理想效应气体状态方程体物理 grand 英文 numb method Inside function Kluwer

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反射激波后状态分析及对燃料反应进程的影响

燃烧科学与技术 2022年第2期28卷 111-118页

作者：何东丁艳军彭志敏清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

反射激波后的压力随时间推移往往呈现不稳定状态.该现象会对燃料的反应进程产生影响,是造成激波管测量数据和模拟结果存在偏差的主要原因之一.针对上述问题,基于激波管流动理论,计算了非反应气体反射激波后的压力演变过程,计算结果和压... 详细信息

反射激波后的压力随时间推移往往呈现不稳定状态.该现象会对燃料的反应进程产生影响,是造成激波管测量数据和模拟结果存在偏差的主要原因之一.针对上述问题,基于激波管流动理论,计算了非反应气体反射激波后的压力演变过程,计算结果和压力测量结果吻合较好.为了分析中、高压条件下压力渐升过程对燃料反应进程的影响,利用激光吸收光谱技术测量了正庚烷氧化过程中温度和CO摩尔分数的演变过程;测量结果快于基于定容、定热力学能假设和定压、定焓假设的机理预测结果,说明压力渐升过程明显促进燃料反应;采用测量压力作为输入信号进行模拟,模拟过程更接近实际,可减少实验和模拟之间偏差造成的影响.

关键词：激波管激光吸收光谱非理想效应边界层

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库仑耦合效应对类太阳恒星模型的影响

天文学报 2003年第3期44卷 256-269页

作者：赵承均中国科学院国家天文台云南天文台昆明650011

物态方程一直是恒星模型理论研究中的最重要的物理方程之一。对于日震学等高精度要求的研究领域来讲,只包含理想效应的物态方程并不能满足研究需要,而要更细致、包含非理想效应的物态方程对系统作更精确和完善的描述。在弱耦合及弱电子... 详细信息

物态方程一直是恒星模型理论研究中的最重要的物理方程之一。对于日震学等高精度要求的研究领域来讲,只包含理想效应的物态方程并不能满足研究需要,而要更细致、包含非理想效应的物态方程对系统作更精确和完善的描述。在弱耦合及弱电子简并的系统中,为研究各种带电粒子之间的库仑耦合效应,以化学图像为基础,分别用具有硬核改正的Debye-Hckel扩展理论来处理离子-电子作用、多体作用的经典点粒子相互作用理论描述离子-离子作用和量子统计方法处理电子-电子作用,并把此3种作用对物态方程自由能的贡献用半解析的数学公式给出。为适应日震学研究的要求,特别选取一组类太阳的恒星模型作为研究对象,从实际模型计算出发,对库仑耦合中的各种效应进行了比较分析,讨论并检验了所作的理论改进。

关键词：库仑耦合效应类太阳恒星模型恒星物理学物态方程非理想效应

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一种频率合成器的建模优化与电路设计

电讯技术 2018年第2期58卷 204-209页

作者：徐卫林朱潮勇李海鸥于越桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004

根据数模混合集成电路系统级和行为级快速验证的需求,设计了一种卫星导航系统射频接收机前端的频率合成器。传统行为级模型一般是基于理想环路进行参数提取,误差较大。为此,首先,分别利用MATLAB和Verilog-AMS对频率合成器建立理想行为... 详细信息

根据数模混合集成电路系统级和行为级快速验证的需求,设计了一种卫星导航系统射频接收机前端的频率合成器。传统行为级模型一般是基于理想环路进行参数提取,误差较大。为此,首先,分别利用MATLAB和Verilog-AMS对频率合成器建立理想行为级模型与非理想行为级模型,并根据行为级模型提取与优化的环路参数,采用SMIC 180 nm CMOS工艺设计仿真电路级频率合成器;其次,建立MATLAB噪声模型,对电路级各个模块的噪声进行拟合,评估频率合成器系统的整体噪声性能。所提出的频率合成器设计方法对电路级设计具有前瞻性的指导,并有助于电路级的设计优化。

关键词：全球卫星导航系统射频接收机前端频率合成器设计行为级模型非理想效应

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一种高性能鉴频鉴相器的设计

半导体技术 2012年第7期37卷 538-543页

作者：吕荫学刘梦新罗家俊叶甜春中国科学院微电子研究所北京100029

分析了电荷泵型锁相环中鉴相器和电荷泵的非理想因素及优化设计方法。基于台积电公司(TSMC)0.35μm 2层多晶硅4层金属(2P4M)CMOS工艺,设计了一种低杂散的鉴频鉴相器结构,该结构通过"自举"的方法,用单位增益放大器使充放电前后开关管各... 详细信息

分析了电荷泵型锁相环中鉴相器和电荷泵的非理想因素及优化设计方法。基于台积电公司(TSMC)0.35μm 2层多晶硅4层金属(2P4M)CMOS工艺,设计了一种低杂散的鉴频鉴相器结构,该结构通过"自举"的方法,用单位增益放大器使充放电前后开关管各节点处的电压保持不变,从而消除了电荷共享的影响,减小了鉴相器的输出杂散。仿真结果表明相比于传统鉴相器结构,该鉴频鉴相器有效抑制了电荷共享问题,电荷泵开关管开启时的充放电电流尖峰大大减小了,鉴相前后的电压波动小于200μV,脉冲尖峰仅为3.07 mV,有效降低了鉴频鉴相器的输出杂散。

关键词：鉴频鉴相器锁相环电荷泵抖动非理想效应

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物态方程及类太阳模型计算

物态方程及类太阳模型计算

作者：赵承均中国科学院研究生院（云南天文台）

学位级别：硕士

物态方程是天体物理特别是恒星模型理论研究中的最重要的输入物理之一，与核反应率、不透明度共同构成恒星模型的三大要素。借助一定的恒星结构与演化程序，可以按要求构造各种假定的模型。研究理想状态下的物态方程相对简单，而且许多... 详细信息

物态方程是天体物理特别是恒星模型理论研究中的最重要的输入物理之一，与核反应率、不透明度共同构成恒星模型的三大要素。借助一定的恒星结构与演化程序，可以按要求构造各种假定的模型。研究理想状态下的物态方程相对简单，而且许多恒星物理领域对物态方程的要求并不高，一般也只需要假定为理想状态就可以满足研究要求了。但在一些特定的领域，以日震研究为例，高精度的观测资料需要有更细致的物理理论来加以解释。物态方程作为物理基础之一，也就要求其对物态有更为精确和完善的描述。在这种要求下，对物态方程特别是其非理想理论的研究同其它类似的基础理论一样，显得日益迫切。本论文以此为起点，首先对物态方程的研究历史和概貌作了比较详细的描述，并列举了现在国际上通用的几种物态方程。之后从化学图像出发，在最小自由能基础上对物态方程的非理想效应、特别是各种带电粒子之间的库仑耦合作用进行了分析讨论。论文的最后将这种修正效应应用到类太阳模型中进行了初步检验，通过对多个模型的计算结果进行对照，分析了由库仑相互作用带来的对小质量恒星结构的影响，从理论和实际应用上都验证了改进后的物态方程的合理性。

关键词：标准太阳模型物态方程非理想效应

基于22nm FDSOI器件的总剂量辐照机理研究

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基于22nm FDSOI器件的总剂量辐照机理研究

作者：李战东西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着半导体产业的快速发展,现在普通的体硅MOS器件已经不能满足行业需求,FDSOI器件因为其优越的栅极控制能力和较低的漏电流,成为了替代体硅器件的一种选择。而且由于其采用全介质隔离结构,使其在抗单粒子和抗剂量率方面优势突出,在航... 详细信息

随着半导体产业的快速发展,现在普通的体硅MOS器件已经不能满足行业需求,FDSOI器件因为其优越的栅极控制能力和较低的漏电流,成为了替代体硅器件的一种选择。而且由于其采用全介质隔离结构,使其在抗单粒子和抗剂量率方面优势突出,在航空航天领域和军事方面有广阔的应用前景。但是同样是由于全介质隔离结构导致其对总剂量效应敏感,辐照退化分析更加困难。目前CMOS制备工艺已经达到超深亚微米级,逐渐减薄的栅氧已经对总剂量辐照不敏感,但是没有随着器件特征尺寸缩小的BOX和STI结构对总剂量效应仍然敏感。本文主要对22 nm工艺节点的FDSOI NMOS器件进行了仿真研究,分析了BOX层和STI区导致器件总剂量效应的损伤机理、器件结构参数对总剂量效应的影响、辐照增强的非理想效应以及两种加固方法。首先构建了用于仿真的器件模型,特征参数与参考论文流片器件进行对比修正,保证器件模型的准确性。对BOX层和STI区导致器件总剂量效应的损伤机理进行了仿真研究,分析了三种辐照常见偏置下的辐射电荷产生率和陷阱俘获电荷分布,发现对于BOX层,辐照最劣偏置为TG状态;而对于STI区,辐照最劣偏置为ON状态;同时考虑BOX层和STI区,辐照最劣偏置为TG状态。对三种情况进行了对照分析,发现STI区对器件的亚阈值区影响更大。然后通过电荷分享模型对对总剂量效应敏感的器件结构参数进行了提取,发现器件的宽长比增加能够减弱STI引起的侧壁寄生效应,进而降低总剂量效应带来的影响;器件实际制备工艺中STI侧墙并不是垂直的,非垂直的侧墙导致BOX层和STI区形成的寄生晶体管尺寸发生变化,能够导电的寄生沟道面积增加,进而导致器件性能变差,仿真表明STI侧壁越陡峭,器件的抗总剂量效果越好;研究了BOX层厚度对总剂量效应的影响,发现减薄BOX层厚度可以提高器件的抗总剂量辐照能力。接着对辐照增强的非理想效应进行了分析,发现辐照引入的陷阱正电荷会增加器件的表面粗糙度散射,降低器件的迁移率,进而导致器件跨导的退化,而且会随着辐照剂量的增加变得愈加明显。同时发现辐照引入的陷阱正电荷会改变沟道中的电场,造成源漏间势垒降低,栅控能力下降,漏电流增加,同样表现出来的漏致势垒降低效应随着辐照剂量的增加恶化加剧。总剂量辐照也会使沟道长度调制效应更加明显,寄生晶体管的饱和区漏电流不饱和特征也会叠加在器件主晶体管上,导致器件整体输出特性曲线饱和区翘曲。最后研究了往BOX层中引入牺牲层的结构加固方法,仿真结果显示此加固器件结构有着良好的抗辐照特性,而且通过减薄埋层中顶层Si O可以进一步改善器件的总剂量效应;研究了往源漏边缘增加P+掺杂区的掺杂加固方法,增加的P+掺杂区隔断了STI侧墙辐照产生的电流泄漏通路,显示出良好的抗辐照能力,但是同时降低了器件性能,仿真表明较窄的P+掺杂区就能起到良好的加固效果。

关键词： FDSOI 总剂量效应辐照最劣偏置非理想效应加固

基于TSMC 0.18μm的CMOS频率合成器的设计与验证

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基于TSMC 0.18μm的CMOS频率合成器的设计与验证

作者：苏浩中北大学

学位级别：硕士

20世纪80年代以来,随着无线通信技术的发展,人们对频率合成技术的需求愈加迫切。近年来,移动通信标准从2G(GSM),3G(CDMA),4G(LTE)到5G(NR)不断演进和发展,需要GHz级别的频率发生器来提供本振频率,因此对输出高频稳定信号的频率合成器芯... 详细信息

20世纪80年代以来,随着无线通信技术的发展,人们对频率合成技术的需求愈加迫切。近年来,移动通信标准从2G(GSM),3G(CDMA),4G(LTE)到5G(NR)不断演进和发展,需要GHz级别的频率发生器来提供本振频率,因此对输出高频稳定信号的频率合成器芯片的需求日益迫切。随着集成电路工艺的快速发展和无线通信市场的迫切需求,频率合成器开始朝着功耗低、易于集成和成本低的方向发展。电荷泵锁相环凭借其相位误差小,捕获范围大的优点,目前被广泛使用在频率合成器的设计之中。本文首先介绍了锁相环系统的理论基础,分析了锁相环各个组件的工作原理并进行了公式化表述,提出了抖动和相位噪声的基本概念和产生机理,介绍了非理想效应,并提出了能有效解决诸如鉴相器死区和电荷泵电流不匹配等非理想效应的方法。本文还对锁相环系统进行线性化的建模分析,通过传递函数分析锁相环系统的稳定性。本文引入了Leeson模型对压控振荡器的相位噪声进行了分析。随后通过Verilog-A编程语言对锁相环的各个模块进行了仿真,在确定锁相环系统的参数(参考频率f=4MHz,输出频率f范围在4.1GHz～4.4GHz之间,调节灵敏度K为100MHz/Hz)之后,通过Verilog-A语言可以灵活地改变诸如压控振荡器自由振荡频率、K和分频系数等参数,借助建模仿真结果可以方便地观察到各个参数对环路锁定时间和稳定性的影响,以便为后续原理图设计提供合适的参数。本文还分析了影响锁相环锁定速度的因素,可以通过增加电荷泵基准电流I或者环路滤波器等效电阻R的方式来提高锁定速度。接着我们进行电路原理图设计,在设计和验证锁相环各个模块之后,对锁相环系统进行瞬态前仿真。之后完成版图设计并进行后仿真,仿真结果表明,在经过20μs之后,锁相环正常锁定。最后我们测试引线键合后芯片的相位噪声性能,测试结果表明,当锁相环输出频率为4.3GHz时,功率仅为0.31d Bm,在频率偏移为1MHz时,测得的相位噪声为-81.83d Bc/Hz,具有良好的相位噪声性能。

关键词：频率合成技术锁相环 Verilog-A 集成电路非理想效应

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流水线ADC的系统建模与架构设计

流水线ADC的系统建模与架构设计

作者：张郭敏合肥工业大学

学位级别：硕士

ADC(Analog-to-Digital Converter)作为外部模拟世界与电子系统的接口,其集成度与复杂度正随着系统对精度和速度要求的不断提高而提高。面临工艺尺寸不断缩小以及电源电压不断降低的形式,如何在保证ADC性能的同时降低其功耗,减小各种非... 详细信息

ADC(Analog-to-Digital Converter)作为外部模拟世界与电子系统的接口,其集成度与复杂度正随着系统对精度和速度要求的不断提高而提高。面临工艺尺寸不断缩小以及电源电压不断降低的形式,如何在保证ADC性能的同时降低其功耗,减小各种非理想因素对数据转换所造成的不良影响就成为ADC设计的主要课题之一。流水线型ADC是当前高速、高位ADC的主流结构,在其系统级设计阶段就将功耗规划以及非理想效应的规避等问题纳入考虑范畴是整个系统设计的关键一环。基于此,本文重点考察高速、高位流水线ADC中的各种非理想因素,分析、量化其对ADC性能造成的影响,并给出相应的改进方法;以功耗和系统信噪比作为重要考察参数,通过分析比较选定14位高性能流水线ADC的系统架构。文中首先分析了SHA(Sample and Hold Amplifier)和MDAC(Multiplier DAC)中对后续电路设计有重要影响的系统层面的因素,完成对整个ADC的设计指标分解。根据SHA采样阶段的开关电容电路特性、保持阶段的运算放大器的建立特性等得出SHA的主要参考设计指标;考察MDAC的建立特性,包括稳态建立误差和动态建立时间两个方面,得出MDAC中运放的指标要求。其次,以功耗和噪声容限为主要着眼点寻求流水线ADC架构的优化。给出确定流水线ADC的流水级数、单级精度以及首级精度的原则,并据此在多种组合中选定优化的ADC架构;在满足一定的噪声容限的条件下,设定每个流水级中采样电容的值,使得满足MDAC中运放的负载电容和功耗要求。最后,给出了14bit、100MSample/s流水线ADC的架构优化实例。本文的工作主要基于数学模型描述以及MATLAB工具实现。在非理想效应的分析中用到了Simulink工具,用以验证模型,分析各种效应对输出信号频谱的影响并判断其对性能衰减的幅度;在架构的优化选择中,对各种待选组合所对应的公式描述使用MATLAB语言进行建模。对上述模型进行仿真验证,得到的一些主要结论如下:流水级数越多,功耗相对减小;首级精度较高时,后级所需要的采样电容越小,后级的功耗越小;缩减因子为0.5左右时,系统功耗比较优化;在满足噪声容限的条件下,后级功耗的减小量要大于首级功耗的增加量才能达到减小系统功耗的目的。

关键词：流水线型ADC 非理想效应建立特性功耗噪声容限