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微电子学 2021年第6期51卷 828-832页

作者：胡锦龙梁科王锦李国峰南开大学IC设计与系统集成实验室天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350 南开大学IC设计与系统集成实验室薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350

设计了一种皮安级电源电流的高精度电压基准源。采用一种新型的pvt(工艺、电源、温度)补偿技术,在保证超低功耗的同时,有效抑制了pvt变化对电路性能的影响,提高了基准电压的稳定性和精度。基于标准0.18μm CMOS工艺进行设计,采用Spectr... 详细信息

设计了一种皮安级电源电流的高精度电压基准源。采用一种新型的pvt(工艺、电源、温度)补偿技术,在保证超低功耗的同时,有效抑制了pvt变化对电路性能的影响,提高了基准电压的稳定性和精度。基于标准0.18μm CMOS工艺进行设计,采用Spectre进行仿真。结果表明,在0.9~1.8 V输入电源电压下,输出电压为755.5 mV,线性调整率为4.16×10^(-6)/V,电源抑制比为-95.5 dB@10 Hz, 3δ误差为0.11%。在-20℃~120℃范围内,平均温度系数为1.65×10^(-5)/℃。室温环境下,典型工作电流为347 pA。该电压基准源性能优良,适用于低功耗物联网应用系统。

关键词：电压基准源 pvt补偿皮安电流超低功耗高精度

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基于自适应技术的亚阈区数字电路研究与设计

基于自适应技术的亚阈区数字电路研究与设计

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作者：贺彦铭电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,得益于物联网、可穿戴以及手机和平板市场的蓬勃发展,集成电路领域对无线网络芯片的研究越来越多。但是,由于芯片的功率密度随CMOS工艺线宽的降低而迅速上升,耗能过高的问题逐渐成为制约移动终端市场发展重要因素。亚阈值数字电... 详细信息

近年来,得益于物联网、可穿戴以及手机和平板市场的蓬勃发展,集成电路领域对无线网络芯片的研究越来越多。但是,由于芯片的功率密度随CMOS工艺线宽的降低而迅速上升,耗能过高的问题逐渐成为制约移动终端市场发展重要因素。亚阈值数字电路属于超低压数字电路的技术范畴,通过将数字电路的供电电压降低至亚阈值区,使芯片完成单次操作的能耗达到最小。亚阈值数字电路在移动网络芯片、医疗植入芯片、环境监测芯片的集成电路的热门领域有着广阔的应用前景,如今已经成为低功耗领域的一个重要研究方向。本文从研究意义、理论基础、设计难点以及设计方法等方面对亚阈值数字电路的设计做了深入探讨。首先,本文从芯片工艺和半导体市场的最新动态入手,分析了亚阈值数字电路的研究价值,并对亚阈值技术的发展背景和最新动态做了介绍。其次,本文分析了亚阈值数字电路设计的理论基础。包括数字电路能耗的组成和最小能量点理论的推导,并以此为依据,阐述了电路设计难点以及pvt(Process,Voltage,Temperature)补偿技术在亚阈值数字电路设计中的重要性。之后,本文研究了亚阈数字电路的设计方法,该方法采用标准单元库(Standard Cell Library,SCL)重新特征化(Recharacterization)技术,完成亚阈值数字单元库的设计,结合单元库和标准电路数字电路设计流程提出了一种适合亚阈值数字电路的设计流程。然后,本文设计了一款适合在亚阈值电压下工作的数字FIR滤波器,介绍了滤波器中各个模块的工作原理并按照亚阈值数字电路设计流程,对FIR滤波器进行了逻辑综合和仿真,验证了设计流程的可行性。最后,介于亚阈值电路中pvt补偿的重要作用,本文设计了一种自适应电压调节(Adaptive Voltage Scaling,AVS)系统,对亚阈值数字电路的pvt偏差进行补偿,确保亚阈值电路在不同的pvt条件下都可以实现正常功能。本文采用180 nm标准CMOS工艺完成了FIR滤波器与AVS系统的设计,进行仿真验证。

关键词：超低电压亚阈值标准单元库 FIR滤波器 pvt补偿

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符合ISO 18000-6C标准的射频识别与温度感知一体化标签芯片设计

符合ISO 18000-6C标准的射频识别与温度感知一体化标签芯片设计

引用

作者：刘佳欣电子科技大学

学位级别：硕士

具有温度传感功能的RFID标签作为一种低成本、高灵活性、高可靠性的物联网节点正成为近年来物联网技术中的一个研究热点，具有重要的科学意义和应用价值。物联网技术与产业快速发展，对网络感知节点（具有信息感知、识别等功倉邑）提出... 详细信息

具有温度传感功能的RFID标签作为一种低成本、高灵活性、高可靠性的物联网节点正成为近年来物联网技术中的一个研究热点，具有重要的科学意义和应用价值。物联网技术与产业快速发展，对网络感知节点（具有信息感知、识别等功倉邑）提出了更低成本、更低功耗、更小型化、更高精度、长寿命、远距离智能、更灵活信息采集与处理等需求。本论文旨在研究符合ISO18000-6C协议的射频识别与温度感知一体化标签芯片，主论文的研究内容主要体现在两个方面。一方面是对传统的无源超高频RFID电子标签的改进：采用一种双差分结构的射频前端，改善电子标签的空间识别方向性;分析影响整流电路效率的因素，建立整流电路的效率最大化分析模型，提出提高整流效率的改进措施，并基于差分桥式结构，设计一种适合于超高频电子标签的整流电路;分析电源电压、温度和工艺偏差对振荡器频率的影响，提出一种适合于低功耗、具有pvt自补偿特性的松弛振荡器作为标签芯片的时钟产生电路。另一方面本论文研究集成于电子标签的CMOS温度传感器的设计：研究温度对工艺器件参数的影响，设计一种高精度、低成本、低功耗的温度信息采集前端电路;研究低功耗比较器技术、失调电压消除机制、分段式DAC技术，设计低功耗、较小面积、较高精度的逐次逼近型模数转换器;研究温度传感器与标签芯片接口技术、温度传感设备校准机制、射频识别与温度感知的协同工作机制，从而实现兼具射频识别与温度感知功能的一体化标签芯片。

关键词：射频识别电子标签差分整流 pvt补偿温度传感器

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