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一种基于新型片上变压器的数字隔离器设计 被引量:4
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作者 周国 罗和平 +2 位作者 廖龙忠 陈卓 张力江 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第8期665-669,共5页
片上变压器是在硅片上制造的空心变压器,具有高耦合系数、低功耗和可集成性,与传统的隔离器相比,基于片上变压器的数字隔离器在功耗、体积、传输速率等方面具有明显优势。通过3D仿真方法研究了片上变压器的几何尺寸对变压器性能参数的影... 片上变压器是在硅片上制造的空心变压器,具有高耦合系数、低功耗和可集成性,与传统的隔离器相比,基于片上变压器的数字隔离器在功耗、体积、传输速率等方面具有明显优势。通过3D仿真方法研究了片上变压器的几何尺寸对变压器性能参数的影响,得到了优化后的片上变压器设计参数。采用自主开发的工艺流程流片,研制了片上变压器样片。同时,介绍了一种与片上变压器相匹配的编解码电路原理和设计方法,研制出磁偶数字隔离器芯片。测试结果表明,磁偶数字隔离器芯片耐压隔离能力超过3500 V,可实现0~40 Mibit/s的低功耗数据隔离传输,延迟时间为20 ns,脉宽失真<3 ns,验证了片上变压器设计的正确性。 展开更多
关键词 3D仿真 片上变压器 磁耦合 数字隔离器 编解码电路
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一种采用苯并环丁烯介质隔离的片上变压器工艺 被引量:4
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作者 周国 罗和平 +2 位作者 廖龙忠 陈卓 张力江 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第7期539-543,共5页
片上变压器是实现磁耦数字隔离器设计的核心元件,需要采用特殊的工艺流片技术,以实现数字隔离器芯片的小型化和3000 V以上的高压隔离能力。为了实现片上变压器的制备,开发了一种利用光敏型苯并环丁烯(BCB)介质隔离的工艺流程。该工艺可... 片上变压器是实现磁耦数字隔离器设计的核心元件,需要采用特殊的工艺流片技术,以实现数字隔离器芯片的小型化和3000 V以上的高压隔离能力。为了实现片上变压器的制备,开发了一种利用光敏型苯并环丁烯(BCB)介质隔离的工艺流程。该工艺可实现均匀的介质层厚度和良好的附着能力。通过对合金成分的种子层进行刻蚀实现片上变压器线圈线条的图形化,再采用电镀实现片上变压器线圈的制备。测试结果表明:变压器芯片的金属线圈厚度约为3μm,BCB隔离介质层厚度大于10μm,介质层平坦化效果良好,与金属线圈及硅表面附着紧密,变压器最高工作频率接近600 MHz。 展开更多
关键词 片上变压器 苯并环丁烯(BCB) 数字隔离器 电流隔离 电镀
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LTE/WiMAX片上变压器的分析与设计 被引量:2
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作者 张华斌 蔡敏 +1 位作者 武海军 李正平 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期363-368,共6页
针对TSMC 0.13μm RF CMOS射频和混合信号工艺器件库中无变压器器件,而变压器器件是设计射频通信电路的关键,该器件的有无直接影响射频通信前端电路性能的优劣。通过对多种片上变压器的性能研究,设计出应用于LTE/WiMAX的八边形片上... 针对TSMC 0.13μm RF CMOS射频和混合信号工艺器件库中无变压器器件,而变压器器件是设计射频通信电路的关键,该器件的有无直接影响射频通信前端电路性能的优劣。通过对多种片上变压器的性能研究,设计出应用于LTE/WiMAX的八边形片上变压器,给出了与频率无关的集总元器件等效电路模型及模型参数提取公式,并对新器件进行了流片,测试结果表明在0.1~10 GHz频率范围内L、Q参数具有良好的吻合性,且耦合系数K良好,达到设计目的。该变压器的设计成功将有助于4G通信芯片的开发和应用。 展开更多
关键词 LTE WIMAX 集总参数模型 八边形 片上变压器 射频
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一种低损耗高耦合片上变压器的设计
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作者 王宇奇 何进 +4 位作者 罗将 王豪 常胜 黄启俊 熊永忠 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第7期204-209,共6页
采用0.13μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种低损耗高耦合的单圈倒装交错层叠结构的片上变压器,这种结构减小了初级线圈与次级线圈间的垂直距离,提高了线圈间的耦合度及线圈的品质因数Q,从而提高了变压器的传输效率。同时对地面层进行了改... 采用0.13μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种低损耗高耦合的单圈倒装交错层叠结构的片上变压器,这种结构减小了初级线圈与次级线圈间的垂直距离,提高了线圈间的耦合度及线圈的品质因数Q,从而提高了变压器的传输效率。同时对地面层进行了改进,在100 GHz时,耦合因子k从0.81增大到0.95,并探讨了线圈直径d和宽度w对变压器性能的影响。该变压器在89 GHz时Q达到最大值18.5,在30-150 GHz频率范围内耦合因子k为0.65-1,最大可用增益Gmax接近于1,该变压器可应用于毫米波集成电路设计中改善电路性能。 展开更多
关键词 毫米波 单圈倒装交错层叠 片上变压器 低损耗 高耦合
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126.6~128.1 GHz基波压控振荡器设计 被引量:1
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作者 苏国东 孙玲玲 +3 位作者 王翔 王尊峰 张胜洲 雷宇超 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1788-1795,共8页
采用65 nm CMOS工艺,设计一款基波压控振荡器(VCO).采用负阻单元的寄生电容与用户自定义电感形成VCO的电感-电容(LC)谐振网络.采用交叉耦合对管作为VCO的负阻单元,维持VCO的稳定输出信号.通过控制尾电流管的偏置电压大小调节交叉耦合管... 采用65 nm CMOS工艺,设计一款基波压控振荡器(VCO).采用负阻单元的寄生电容与用户自定义电感形成VCO的电感-电容(LC)谐振网络.采用交叉耦合对管作为VCO的负阻单元,维持VCO的稳定输出信号.通过控制尾电流管的偏置电压大小调节交叉耦合管的寄生电容,从而实现输出频率的调谐. VCO输出缓冲器(buffer)采用共源-共栅(Cascode)结构以减小负载电阻对电路振荡的影响.所设计的片上变压器实现了差分信号转单端信号功能,并与传输线、地-信号-地(GSG)焊盘实现了VCO输出匹配.测试结果表明,电路的输出频率范围为126.6~128.1 GHz,调谐范围为1.5 GHz.当电路工作频率为127.2 GHz时,输出功率为–26.8 dBm,偏频为1 MHz处相位噪声的仿真值为–86.3 dBc/Hz.该电路的芯片面积为405μm×440μm. 展开更多
关键词 压控振荡器(VCO) LC谐振槽 交叉耦合对管 共源共栅结构 片上变压器 传输线 GSG焊盘
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基于模拟预失真的2.4 GHz CMOS功率放大器设计 被引量:2
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作者 徐乐 陶李 +1 位作者 刘宏 田彤 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第3期63-66,共4页
基于65 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计一种2. 4 GHz的两级全差分功率放大器。通过采用片上变压器实现单端信号和差分信号之间的转换和输入输出阻抗匹配和将驱动级作为预失真器的模拟预失真技术提高线性度,从而实现高增益、高... 基于65 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计一种2. 4 GHz的两级全差分功率放大器。通过采用片上变压器实现单端信号和差分信号之间的转换和输入输出阻抗匹配和将驱动级作为预失真器的模拟预失真技术提高线性度,从而实现高增益、高集成度和高线性度的功率放大器芯片。芯片面积为1. 08 mm×1. 37 mm。仿真结果表明:在2. 4 GHz的工作频点,功率放大器的-1 d B输出功率为22. 9 d Bm,功率附加效率为23. 5%,小信号增益为27. 2 d B,三阶交调失真为-35. 6 d Bc。 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体功率放大器 片上变压器 模拟预失真 高线性度
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