半导体三极管的统一小信号跨导模型

半导体三极管的统一小信号跨导模型

一、半导体三极管的统一小信号跨导模型(论文文献综述)

王琛[1](2021)在《低噪声高电源抑制比的低压差线性稳压器的研究与设计》文中研究表明进入21世纪,信息技术迅猛发展,消费电子、汽车电子、工业电子、医疗电子市场越发繁荣,电源管理芯片越来越受重视,具有成本低、噪声小、响应快等特点的低压差线性稳压器成为市场份额最大的电源管理类芯片之一。随着半导体制造技术特征尺寸的不断减小,片上系统的集成度更高,速度更快,所需的电压供应也越来越低,所带来的必定是信号幅度的越来越小,使得信号更容易受到噪声的干扰。此时,作为供电电源的LDO本身对噪声的抑制便成为电路设计中不得不考虑的一个方面。基于此,本文设计了一款有低噪声、高电源抑制比的LDO。本文主要研究内容如下:(1)对器件噪声及LDO电路噪声进行分析,并设计低噪声LDO。从噪声产生来源进行分析,对不同类型噪声特征进行对比,并根据噪声类型分析噪声抑制方法及该方法对其他性能参数的影响。对LDO整体电路进行噪声分析,得到输出噪声表达式,据此展开低噪声LDO设计。通过设计降噪端口电路与前馈电容模块,对不同频段的噪声进行抑制,进而改善电路噪声性能。(2)对LDO整体电路进行电源抑制比分析,并设计高电源抑制比LDO。分析LDO电路系统电源抑制比,得到LDO电路整体电源抑制比公式,确定高电源抑制比电路设计思路。对LDO不同频段电源抑制性能进行分析,得到不同模块电路对整体电路的电源性能的影响。分析LDO误差放大器中可能用到的基本放大电路结构的电源抑制性能,采用电源抑制性能较好的电路结构实现本文误差放大器的设计。(3)于Cadence Virtuoso仿真软件中基于DB HiTek公司的BCD 0.18μm工艺实现低噪声、高电源抑制比LDO。该LDO可工作于-40 125℃温度下,输入电压范围广(1.4 5 V),可调输出电压范围较广(0.8 3.95 V),负载电流大(2 A),压差电压低(125 m V),且具有低噪声与高电源抑制比性能。仿真结果表明,本文设计的LDO在输入为3.8 V,输出为3.3 V,负载电流为1.5 A时,10 100 k Hz内的噪声均方根为8.42μVRMS;在0.8-3.95 V的输出电压范围与0-2 A负载电流的情况下,均于1 MHz处实现了超过40 d B的电源抑制比性能。与其他已发表LDO进行比较,本文设计的LDO同时还具备良好的负载调整率与线性调整率,拥有极低的品质因数(0.07 m V)。

陈炳天[2](2021)在《基于SiGe工艺的低噪声高速可变增益放大器的研究与设计》文中提出模拟前端(AFE,Analog Front End)负责对自然界中的模拟信号进行放大、滤波、变频等处理,在电子系统中扮演着重要的角色。作为模拟前端电路的核心组成部分,可变增益放大器(VGA,Variable Gain Amplifier)对系统的性能起决定性的影响。VGA主要应用于无线收发机系统自动增益控制、音频处理、遥感设备、超声波成像系统等场景。为了同时满足这些应用场景的指标要求,VGA需要具有低噪声、高速、精确的dB-线性增益、高线性度等优点,这对传统工艺下VGA电路的设计提出了挑战。相较于传统CMOS器件,SiGe工艺下的器件具有低寄生电阻、高截止频率等优势,因此本文提出了一种基于SiGe工艺的低噪声(小于1 nV/√Hz)高速(大于100 MHz)可变增益放大器。VGA核心电路采用了基于增益插补的架构,可以同时实现高动态范围与低增益误差,且带宽不随增益变化而变化。在VGA的输入端集成了低噪声放大器(LNA,Low Noise Amplifier),提升系统的噪声性能。在输出端加入了后置放大器(PA,Post Amplifier),提升系统的线性度指标。这种LNA+VGA+PA的三级架构,可以有效提升电路的综合性能。本论文采用Tower Jazz 180 nm SiGe工艺设计和流片,测试结果表明,实现了48 dB的宽增益范围,增益误差仅0.27 dB。实测-3 dB带宽为122.1 MHz,且不随增益的变化而变化。噪声方面,在增益最高时,输入等效噪声为0.9 nV/√Hz,无匹配情况下的噪声系数仅2.7 dB,50Ω阻抗匹配时的噪声系数仅4.07 dB。线性度方面,10 MHz时,输出1 dB压缩点为12.5 dBm,输出三阶交截点为33 dBm。谐波失真方面,二次和三次的谐波失真抑制分别为-53.6和-54.2 dBc。芯片每通道的工作电流为30.2 m A,核心电路面积约1.15 mm2。与已发表的研究成果对比,本设计具有极低的噪声与较高的带宽,同时实现了高精度与高线性度,满足上述设计指标以及绝大部分应用场景的要求。

段宁[3](2020)在《高增益低失调轨对轨运算放大器的研究与设计》文中研究指明运算放大器作为模拟电路及数模混合电路的基本建构模块,广泛应用于各类电子设备,对于其他电路系统有着积极的技术支撑作用。随着集成电路产业的飞速发展,半导体工艺尺寸不断缩小,电子产品的电源电压不断降低,行业态势对运算放大器性能提出更高要求。轨对轨运算放大器具有较宽的输入输出电压范围,能够有效提高电源电压利用率。高增益低失调特性可满足精密机械、医疗仪器等高精度设备的应用要求。因此,高增益低失调轨对轨运算放大器的研究具.有重要理论意义及应用价值。通过分析运算放大器的输入输出范围,选用交替导通的互补差分对作为输入级,选用Class AB类放大器作为输出级,来实现轨对轨输入输出。通过研究运算放大器高增益特性的实现方法,采用了一种三级高增益通道与二级高速通道并联的双通道结构,使得运算放大器在整个工作频率范围内同时实现高增益与高带宽。在研究经典中间求和级电路结构的基础上,设计了内嵌电平位移电路的折叠式共源共栅求和电路方案,可在实现电流求和功能的同时提供给输出级差分驱动电压。为了确保信号传输的可靠性及电子负载的安全性,引入直流负反馈环路并设计输出级过流保护电路,在稳定输出级驱动电压的同时精确控制输出级静态电流。通过分析运算放大器的失调特性,推导得出总失调电压的表达式,从版图设计及电路设计两个环节研究其抑制方法,最终采用数字熔丝修调方法,完成对失调电压的抑制。基于韩国东部0.18μm BCD仿真文件,在Cadence Spectre仿真平台完成整体体电路的设计与功能验证。仿真结果表明,运算放大器的输入输出电压范围可.基本本实脱轨对轨,小信号低频增益可达137.5dB,滞宽约为6MHz,电源抑制比达137dB,共模抑制比可达128.1dB,转换速率大于4.5V/μs,修调后的输入失调电压低于30μV,各项指标均符合预期设计目标。基于Virtuoso 工具成成电路版图的绘制与整体布局布线,并最终通过LVS及DRC验证。

张赟[4](2020)在《基于有源电感和有源变压器的振荡器设计》文中研究说明电感电容压控振荡器和环形压控振荡器被广泛应用于无线和有线信道通信等场景中。集成电路技术的进步推动了通信系统的发展与应用。完全集成的压控振荡器是高速高性能通信系统IC的关键组成部分。振荡器的带宽和相位噪声等性能严重影响着通信收发机的频谱纯度和灵敏度。片内无源螺旋电感和变压器是目前主流应用中组成振荡器的重要元件,但是它们有着硅片面积大、品质因数(Q值)较低、电感值不可调谐等缺点。针对以上现状,本文开展了对IC内集成振荡器的电路实现的研究,将重点放在应用有源电感和有源变压器的完全集成压控振荡器的电路设计上,以提高性能并降低成本。本文主要内容及成果如下:1.设计了应用有源电感的完全集成电感电容压控振荡器电路。由晶体管级电路实现的有源电感可以实现电感值、频率范围和品质因数的片内可调。将特定有源电感电路应用于电感电容压控振荡器中,显着降低了硅片面积,提供了较大的振荡频率范围和较高的品质因数,且可以提供良好的相位噪声性能。2.设计了应用有源变压器的完全集成电感电容压控振荡器电路。有源变压器相对于螺旋变压器的主要优势在于电感的可调性。当由晶体管级电路实现的有源变压器被应用于电感电容压控振荡器时,可以有效降低硅片面积。3.研究了应用有源电感的完全集成环形压控振荡器电路。应用有源电感的环形压控振荡器可以有效改善阈值交叉点处输出电压的斜率,并显着提高振荡频率。4.提出了一种新型可调谐有源电感电路。该有源电感基于回转器-电容网络,在电路中增加辅助电容以补偿有源电感的电感值并增加可调节的频率范围。改变偏置电压等条件实现了电感值和品质因数的片内可调。5.提出了基于新型可调谐有源电感的完全集成压控振荡器的电路结构。对提出的完全集成压控振荡器电路进行仿真与版图设计,并将该电路的指标与近年来同类振荡器的性能指标进行了比较。本文设计的完全集成压控振荡器电路在某厂0.18μm-CMOS工艺下进行仿真,结果显示,1.8V的供电电压下振荡器总功耗为20.2m W;振荡频率范围在0.37~2.92GHz之间,振荡器调谐范围高达155%;当振荡频率为1.32GHz时,偏离该频率1 MHz处的相位噪声为-90.7d Bc/Hz。核心版图总面积仅为0.51mm×0.45mm。

吴美中[5](2020)在《宽输入高稳定性低压差线性稳压器的设计》文中认为随着集成电路在国内的发展,越来越多的企业将目标从消费类电子往汽车工业电子转移。汽车电子应用环境与消费类电子相比有相当大的差异,其中显着的区别就是汽车电子中电源电压高于消费类电子。要使汽车电子应用安全稳定,电源管理芯片的性能就显得尤其重要。线性稳压器因其结构简单、外围器件少、响应速度快、输出纹波小以及成本较低的特点,被广泛使用。本文通过对稳压器的基本原理进行研究,结合汽车电子的应用环境,设计了一款车用环境的宽输入高稳定性低压差线性稳压器。本文所做的主要工作如下:1.结合宽输入电压的应用环境,搭建了线性稳压器的基本结构。内部有预稳压模块,生成一个低电压供其他模块使用;功率管的结构采用隔离PMOS与高压PMOS串联的结构来耐受高压;误差放大器的输出与功率管之间添加缓冲级,将误差放大器输出的低压环路信号转换成两路高压信号进行功率管控制。2.集成了过流保护和过温保护电路。过流保护电路采用放大器进行环路控制,限制输出电流的最大值,防止芯片输出电流过高;过温保护电路在过温状态下输出跳变,控制关断功率管,直到芯片温度降到足够低再重新开始工作。3.为实现高稳定性的性能,结合环路中极点分布的特点以及大输出电流的需求,对误差放大器主环路添加了动态零点补偿电路,保证在全负载范围内输出稳定性够高;过流保护环路也添加了补偿电路,且补偿电路不直接添加在主环路信号上,防止影响主环路的正常工作。4.为了提高线性稳压器的效率以及降低芯片的功耗,本文对所有设计的电路进行了低电流处理,在不影响功能和性能的前提下,尽可能减小各个模块的电流,使得最终整体电流足够小。5.仿真验证性能参数并根据设计要求对电路进行修调,对完成的电路图进行了版图设计,流片完成后对样品的相关参数进行测试,并与设计要求相比较。本文设计的宽输入高稳定性低压差线性稳压器电路基于某海外0.18μm 60V BCD工艺。使用Cadence进行电路的设计和仿真,通过仿真验证,环路的相位裕度在corner、温度及负载变化的所有情况下均达到40°以上,满足高稳定性的性能要求;用Cadence完成版图设计,总面积为2260μm×1100μm;最终流片并测试芯片样品,测试结果表示,本文设计的线性稳压器电源电压最高可达40V,表现出宽输入的特性,最大输出电流为300m A,轻载时静态电流为19μA,过流保护和过温保护功能正常。

郗登笛[6](2020)在《非对称功率分配恒流恒压变换器的研究与设计》文中指出便携式移动设备对大功率需求不断发展,模块化和小型化也越来越普遍,对电源管理芯片的要求也越来越严格。在一些需要大功率输出的场合,单个电源输入已经很难满足需求,需要将变换器进行并联工作,对不同的输入进行非对称功率分配。模块并联工作可以在提高功率处理能力的同时提高电路的容错能力,避免单个模块电流应力过大的问题。其中,恒流恒压变换器引起越来越多的重视,不仅可以简便的实现输出功率分配,同时具有带载能力强、输入输出范围大、稳定性设计简单的优点,拥有广阔的市场前景和应用范围。本文以平均电流模式控制的恒流恒压降压变换器为研究对象,首先介绍了Buck型DC-DC变换器拓扑结构,对其CCM、BCM和DCM模式中关键变量进行分析,并就PWM控制模式:电压模式控制PWM和电流模式控制PWM的优缺点进行比较,重点分析了平均电流模控制方式。传统的平均电流模控制采用电流检测放大器和电流调节放大器,电路结构和补偿网络复杂,本文采用电流误差放大器和电感电流编程Buffer实现平均电流模控制,补偿方式简单,同时实现精确的输出功率控制。采用状态空间平均法和开关元件平均法对变换器主电路建模,得到变换器小信号传递函数,结合控制回路模型,对环路稳定性进行分析。从单个变换器的可调限流功能出发,阐述并联系统的非对称功率分配原理。对电路的主要模块设计并仿真验证,包括:带隙电压基准、电流误差放大器、振荡器、电感电流编程Buffer和保护电路。采用0.35μm BCD工艺,基于Cadence仿真软件对电路进行仿真验证,结果表明:整体电路在空载条件下可以在1.25ms内启动,重载条件下在1.8ms内正常启动;变换器恒流恒压功能正常;并联工作时,变换器可以实现对输入功率的不对称分配;变换器转换效率最高可达到93%。最后根据版图设计规则,对版图进行布局、布线并进行了DRC和LVS,完成了芯片版图设计。

蔚道嘉[7](2020)在《低噪声线性霍尔传感器的研究与设计》文中研究说明传感器作为物联网应用的感知元件,广泛应用于工业生产、日常生活等各个领域,而霍尔传感器凭借其独有的特点和出色的性能,可直接或间接应用于各种检测系统中,在国内外拥有巨大的市场前景。随着终端产品应用的不断发展,霍尔传感器在未来趋于微型化、智能化、集成化,并且需要具备低噪声、低温漂和高灵敏度等特点,这对霍尔传感器的设计提出了更高的要求。本文在目前霍尔传感器技术的基础上,以降低传感器整体噪声为目标,实现了一款具有低噪声性能的线性霍尔传感器,集成高灵敏度的霍尔盘和低噪声接口读出电路,并完成流片验证。本文的主要研究成果与创新点如下:1.针对霍尔元件和放大器存在失调电压和1/f噪声的问题,本文在传统仪表放大器结构的电路上进行改进,结合正交旋转电流法和斩波稳定技术消除霍尔元件与读出电路存在的失调电压和1/f噪声。设计一种低噪声的接口读出电路,通过前置放大器、可变增益放大器级联的结构实现霍尔小信号电压的精确放大,通过调制电路、斩波放大器和开关电容陷波滤波器实现斩波技术,从而降低传感器整体的噪声。2.针对霍尔传感器灵敏度随温度变化的问题,提出一种用于霍尔元件偏置电流温度补偿的方法,以降低霍尔盘的温漂系数;设计一种分段温度线性插值方法,根据传感器灵敏度温漂的测试结果,对读出电路的增益系数进行修正,保证整个工作温度范围内传感器的稳定性。3.为实现霍尔传感器灵敏度和静态输出电压可调,提出在芯片内部集成EEPROM存储阵列,并设计稳定可靠的编程逻辑,合理安排存放读出电路的增益设置系数以及输出共模电压的设置系数,提供多种灵敏度和静态输出电压选择。4.针对电源和地线引入的噪声问题,提出一种采用正负电源供电且具有高电源抑制比的稳压电路,为芯片内部其他电路模块提供稳定的电源;设计一种低噪声、低温漂Brokaw结构的带隙基准电路,提供精准的参考电压值;设计带迟滞量的UVLO和POR电路防止电源变化对芯片造成的损害。基于以上研究工作,本文的低噪声线性霍尔传感器IC设计采用0.18μm 60V BCD工艺,使用Cadence软件完成电路设计、仿真、版图布局布线,最终完成流片以及样片测试。仿真及测试结果表明,该设计在±15V电源供电下,功耗大约15m A,可编程的灵敏度范围为0.6~14.8m V/G,在典型应用条件下,整个带宽内输出噪声电压峰峰值为6.2m V,通过温度补偿后,传感器灵敏度在-40oC~150oC的工作温度范围内偏差小于±3%。因此,本文所设计的低噪声线性霍尔传感器IC可应用于高精度的磁场测量场合中。

毛征明[8](2020)在《采用COFT控制的低启动电压Boost开关变换器芯片设计》文中研究表明近些年来,随着手机、数码相机、掌上电脑等由电池供电的便携设备及可穿戴装备销量的与日激增,因为便携设备自身向着高续航、小体积发展,因而非常关注DC-DC开关电源的芯片面积和功耗。此外,由于现在几种常见的电池输出电压随着其电量下降而降低,所以能够低压启动的电源芯片可以在电池低电量时继续工作,无疑有利于提高设备续航能力。而电源电压范围宽的电源芯片支持设备根据具体使用情况更自由的选择电池种类及单节或多节供电方案。总的来说,具有面积小、功耗低、启动电压低且电源电压范围宽等特点的芯片更加适用于电池供电的便携设备中。本文针对由电池供能的便携式设备及可穿戴式设备等应用场景,设计了一款采用恒定关断时间(Constant Off Time,COFT)控制的微功率低启动电压Boost变换器。为了实现最小化芯片面积的目的,芯片采用电压迟滞比较器实现环路控制避免复杂的环路补偿设计:将采样电压与基准电压比较,当采样电压低于基准值时,功率管开启,采用固定峰值电流调制TON时间,而后关断固定TOFF时间。电压迟滞比较器在固定的TOFF时间后判断反馈电压与基准值的大小关系,决定是否再次开启功率管。因为峰值电流固定,使得整个系统天然稳定无需补偿,同时简化了芯片架构,又继承了常规COFT控制响应速度快等优点。在子模块的设计中,由输入电源为子模块供电。为实现低启动电压与宽工作电压,基于BJT器件构建了低工作电压比较器、PTAT电流源、负温度系数电流源以及关断时间定时器模块。本文所述Boost变换器芯片基于0.35μm BCD工艺设计,采用Spectre进行了子模块及整体芯片的仿真。仿真结果显示,Boost变换器芯片电感电流限为100mA,恒定关断时间为400ns,启动电压低至1V,输入电压范围宽达1V15V,输出电压最高可达40V,片内集成40V功率管,负载电流在5mA以上时转换效率可以维持在80%以上,最高可到86.9%。

王韵坤[9](2020)在《基于COT的高精度Buck变换器的研究与设计》文中研究表明随着电子产业的不断发展,电子产品对于高性能电源管理芯片的需求也越来越大。恒定导通时间(Constant On-time,COT)控制的Buck变换器凭借结构简单、效率高和响应速度快的优势而备受青睐。常用的COT控制策略包括纹波控制COT(Ripple-Based COT,RBCOT),电流模COT和V2 COT。其中RBCOT结构最简单,速度最快,但是输出精度不高,工作频率不恒定,并且在低等效串联电阻(Equivalent Series Resistance,ESR)应用下存在次谐波振荡的风险。这些问题限制了RBCOT在高性能供电系统中的应用。本文通过分析Buck变换器的基本原理和不同控制策略的环路建模,从时域和频域两个角度阐述了COT控制的优势,以及导致RBCOT稳定性问题、精度问题和变频问题的主要原因。根据推导得到的理论,本文设计的RBCOT控制Buck变换器采用内置纹波补偿确保系统稳定性,降低输出电压纹波幅值,同时使用自适应导通时间技术减少频率变化。在此基础上,直流失调消除模块利用纹波补偿信息和频率信息进行运算,消除补偿纹波中的固有失调,提高输出电压精度。上述方案基于0.35μm BCD工艺进行电路设计和仿真验证,系统开关频率为500kHz,输入电压为2.25-5.5V,负载为0-10A。所设计的Buck变换器在应用范围内能实现较高的输出精度和快速的负载响应。V2 COT架构在RBCOT的基础上引入了运算放大器,提高了调整精度,但是V2 COT仍然存在次谐波振荡的风险,并且环路需要频率补偿。本文对比了外置ESR补偿和内置纹波的区别,探究了补偿纹波和运算放大器对V2 COT环路稳定性和响应速度的影响。所设计的V2 COT控制Buck变换器的补偿参数根据小信号模型进行了优化,避免了大占空比下系统振荡的现象,提高了瞬态响应速度。为进一步实现低功耗,恒跨导运算放大器采用亚阈值设计,利用箝位电路弥补电流能力的不足。环路比较器通过动态电阻降低比较器的延时,同时采用负载检测控制偏置电流,在轻载下自动降低功耗。上述方案基于0.18μm BCD工艺完成电路设计和仿真验证,系统开关频率为2.2MHz,输入电压为2.4-5.5V,负载电流为0-2A,系统可以根据负载变化自动切换工作模式。仿真结果满足高精度和快速瞬态响应的设计目标,并且在常用负载范围内满足高效率的要求。

王梓淇[10](2020)在《一种全CMOS基准的低功耗LDO设计与研究》文中研究说明便携式电子产品的普及使电源管理芯片成为IC行业重点关注的对象之一。随着电子产品的快速升级换代,以及电源管理市场的扩大,电源管理在集成电路领域中占据重要地位。作为直流电源管理芯片的一种,低压差线性稳压器具备成本低廉、输出噪声低、高精度、结构简单等优点,可为系统中用电模块提供高质量的电源电压,有不可替代的地位。因此,在保证成本低廉和高集成度的前提下,需要研发新的功耗低、高稳定性、响应速度快的电源管理芯片。本文着重于低功耗LDO的设计与研究。论文中叙述了低压差线性稳压器的结构和性能参数,给出折中关系为电路设计提供理论基础。针对低功耗LDO,提出采用亚阈值工作状态的All-CMOS带隙基准和动态自偏置技术,降低电路的静态电流;为优化瞬态响应加入过冲抑制电路,降低输出过冲电压。动态自偏置技术通过采集功率PMOS的负载电流,提高误差运放的静态电流,实现负载变化时电路结构的转变,提高重载下的瞬态响应及电流利用率。过冲抑制电路可以对负载电流和电源电压发生瞬时变化时,对过冲电压进行下拉或上拉。文章分析了传统带隙基准原理和影响因素,介绍All-CMOS基准的亚阈值工作原理,提出电路设计并推导出基准电压公式。LDO设计方面,介绍LDO拓扑结构及常用的频率补偿方法,针对动态自偏置技术而发生结构变化时的环路稳定性进行分析;电路设计分模块讲述电路原理及设计重点。电路基于SMIC130nm工艺设计实现,仿真结果展示在满载50mA、1.23.3V的输入电压下,输出电压1V,压差电压150mV,轻载100nA下静态电流约2.5μA;多工艺角环路仿真相位裕度大于60°;负载瞬态响应的下冲建立时间约300ns,上冲建立时间约400ns,上冲和下冲电压约50mV;设计实现低功耗、高稳定性,优化了瞬态响应。仿真后介绍电路版图设计流程,以及在版图设计时所需注重的问题,最后给出电路版图和结论。

二、半导体三极管的统一小信号跨导模型(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、半导体三极管的统一小信号跨导模型(论文提纲范文)

(1)低噪声高电源抑制比的低压差线性稳压器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 LDO的研究现状与趋势
        1.2.1 LDO国内外研究现状
        1.2.2 LDO发展趋势
    1.3 论文主要研究内容及贡献
    1.4 本论文结构安排
第二章 LDO工作原理及基本参数
    2.1 LDO基本结构及工作原理
        2.1.1 LDO基本结构与模块介绍
        2.1.2 LDO工作原理
    2.2 LDO基本参数
        2.2.1 压差电压
        2.2.2 静态电流
        2.2.3 效率
        2.2.4 负载调整率
        2.2.5 线性调整率
        2.2.6 瞬态响应
        2.2.7 电源抑制比
        2.2.8 噪声
    2.3 本章小结
第三章 低噪声高电源抑制比LDO的设计
    3.1 LDO设计指标
    3.2 低噪声LDO电路设计
        3.2.1 器件噪声
        3.2.2 LDO噪声分析
        3.2.3 低噪声LDO设计
    3.3 高电源抑制比LDO电路设计
        3.3.1 LDO电源抑制比分析
        3.3.2 LDO常用放大电路结构电源抑制比分析
        3.3.3 高电源抑制比LDO设计
    3.4 基准电路设计
    3.5 电阻反馈网络设计
    3.6 本章小结
第四章 LDO电路仿真
    4.1 基准电路仿真
    4.2 LDO电路仿真
    4.3 LDO仿真总结及分析
    4.4 LDO版图设计
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(2)基于SiGe工艺的低噪声高速可变增益放大器的研究与设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 学术界研究现状
        1.2.2 产业界研究现状
    1.3 论文主要工作及内容安排
    1.4 设计研究难点与关键点
        1.4.1 SiGe工艺的熟悉与应用
        1.4.2 综合指标的实现
        1.4.3 对新架构的研究深度
        1.4.4 封装测试的考虑
2.芯片指标定义与技术路线
    2.1 主要技术指标定义
    2.2 可变增益放大器的基本架构
        2.2.1 基于指数生成器的架构
        2.2.2 基于泰勒近似的架构
        2.2.3 闭环调节架构
    2.3 主要技术路线
        2.3.1 SiGe工艺简介
        2.3.2 系统模块划分
        2.3.3 基于增益插补的VGA架构
    2.4 本章小结
3.电路设计、仿真结果和版图
    3.1 低噪声前放(LNA)设计
        3.1.1 整体结构与工作原理
        3.1.2 仿真结果
    3.2 可变增益放大器(VGA)设计
        3.2.1 整体架构与基本工作原理
        3.2.2 VGA偏置电路
        3.2.3 电流-电压放大器
    3.3 后置放大器(PA)设计
    3.4 基准电路设计
    3.5 系统仿真结果
    3.6 芯片版图
    3.7 本章小结
4.测试方案与结果
    4.1 测试平台
    4.2 增益测试
    4.3 -3dB频率测试
    4.4 噪声系数
    4.5 输入等效噪声
    4.6 谐波失真测试
    4.7 OIP3 测试
    4.8 输出1dB压缩点测试
    4.9 测试结果汇总
    4.10 本章小结
5.总结和展望
    5.1 论文研究内容总结
    5.2 存在问题和不足
    5.3 未来研究展望
参考文献
作者简历及在攻读硕士学位期间主要研究成果

(3)高增益低失调轨对轨运算放大器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 运算放大器的发展历程
        1.2.2 运算放大器的研究现状
    1.3 论文研究内容
2 运算放大器的基础理论
    2.1 运算放大器的结构及分类
        2.1.1 运算放大器的结构
        2.1.2 运算放大器的分类
    2.2 运算放大器的性能指标及设计流程
        2.2.1 运算放大器的主要性能指标
        2.2.2 运算放大器的设计流程
    2.3 运算放大器的稳定性
    2.4 本章小结
3 轨对轨运算放大器结构及失调特性分析
    3.1 轨对轨输入输出运算放大器的电路结构
        3.1.1 轨对轨输入级的实现
        3.1.2 中间级电路结构
        3.1.3 轨对轨输出级的实现
    3.2 失调电压的来源及特性分析
        3.2.1 随机失调
        3.2.2 系统失调
    3.3 抑制失调电压的电路设计方法
        3.3.1 自调零技术
        3.3.2 斩波技术
        3.3.3 修调技术
    3.4 抑制失调电压的版图设计方法
        3.4.1 共中心布局
        3.4.2 添加虚拟管
        3.4.3 晶体方向一致性
        3.4.4 等温线分布
    3.5 本章小结
4 高增益低失调轨对轨运算放大器的设计
    4.1 芯片设计指标
    4.2 基准电路设计
    4.3 输入级及中间级电路设计
        4.3.1 基本电路结构
        4.3.2 共模反馈电路设计
        4.3.3 失调电压抑制模块设计
    4.4 输出级电路设计
        4.4.1 输出级电路结构
        4.4.2 输出级保护电路设计
    4.5 运算放大器的频率补偿设计
    4.6 本章小结
5 运算放大器的仿真验证与结果分析
    5.1 直流参数仿真与分析
        5.1.1 功耗
        5.1.2 输入共模范围
        5.1.3 输出摆幅
        5.1.4 输入失调电压
    5.2 交流参数仿真与分析
        5.2.1 小信号增益带宽及频率稳定性
        5.2.2 电源抑制比
        5.2.3 共模抑制比
    5.3 瞬态参数仿真与分析
        5.3.1 压摆率
        5.3.2 建立时间
    5.4 等效输入噪声电压
    5.5 本章小结
6 运算放大器整体版图设计
    6.1 版图设计方法
    6.2 关键器件及整体版图设计
        6.2.1 关键器件版图设计
        6.2.2 整体版图设计
    6.3 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录

(4)基于有源电感和有源变压器的振荡器设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 片内集成的无源螺旋电感和无源螺旋变压器
        1.2.2 有源电感和有源变压器的应用
    1.3 论文研究内容
    1.4 论文组织架构
第二章 压控振荡器、有源电感和有源变压器的理论分析
    2.1 压控振荡器的工作原理
    2.2 有源电感的理论分析
        2.2.1 有源电感工作原理
        2.2.2 有源电感的特性
    2.3 有源变压器的理论分析
        2.3.1 有源变压器工作原理
        2.3.2 有源变压器的特性
    2.4 本章小结
第三章 基于有源电感和有源变压器的集成LC压控振荡器
    3.1 LC压控振荡器
        3.1.1 基于片内螺旋电感的LC压控振荡器
        3.1.2 基于片内螺旋变压器的LC压控振荡器
    3.2 基于有源电感的完全集成LC压控振荡器
        3.2.1 应用于LC压控振荡器的有源电感的晶体管级电路实现
        3.2.2 应用电流复用有源电感的完全集成LC压控振荡器
        3.2.3 应用交叉耦合有源电感的完全集成LC压控振荡器
    3.3 基于有源变压器的完全集成LC压控振荡器
        3.3.1 应用于LC压控振荡器的有源变压器的晶体管级电路实现
        3.3.2 应用电流复用有源变压器的完全集成LC压控振荡器
    3.4 基于有源电感和有源变压器的完全集成正交LC压控振荡器
    3.5 本章小结
第四章 基于有源电感的集成环形压控振荡器
    4.1 环形压控振荡器
    4.2 环形压控振荡器中有源电感的晶体管级电路实现
    4.3 基于有源电感的源耦合环形压控振荡器
    4.4 基于有源电感的交叉耦合环形压控振荡器
    4.5 基于有源电感的P-K环形压控振荡器
    4.6 本章小结
第五章 基于可调谐有源电感的完全集成压控振荡器
    5.1 新型可调谐有源电感
        5.1.1 可调谐有源电感的电路结构与工作原理
        5.1.2 可调谐有源电感电路仿真
    5.2 基于可调谐有源电感的完全集成压控振荡器的设计
        5.2.1 完全集成压控振荡器
        5.2.2 差分负电阻
    5.3 仿真结果与性能分析
        5.3.1 时域输出仿真波形
        5.3.2 振荡频率随控制电压的变化
        5.3.3 相位噪声
        5.3.4 版图设计
        5.3.5 完全集成压控振荡器性能指标与相关文献的比较
    5.4 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(5)宽输入高稳定性低压差线性稳压器的设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 线性稳压器研究现状与发展趋势
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 发展趋势
    1.3 本文研究内容
    1.4 章节安排
第二章 线性稳压器的基本原理
    2.1 线性稳压器典型结构与基本原理
    2.2 线性稳压器的关键模块
        2.2.1 误差放大器
        2.2.2 功率管
        2.2.3 带隙基准
        2.2.4 启动电路
        2.2.5 保护电路
    2.3 线性稳压器的参数指标
        2.3.1 使用条件
        2.3.2 精度
        2.3.3 效率
    2.4 本章小结
第三章 线性稳压器稳定性研究
    3.1 零极点与稳定性
        3.1.1 零极点的影响
        3.1.2 相位裕度
    3.2 频率补偿
        3.2.1 补偿理论
        3.2.2 密勒补偿
    3.3 线性稳压器稳定性设计
        3.3.1 环路的极点分布
        3.3.2 稳定性设计
    3.4 本章小结
第四章 线性稳压器电路设计
    4.1 系统架构
    4.2 模块电路设计
        4.2.1 带隙基准
        4.2.2 误差放大器
        4.2.3 缓冲级与输出级
        4.2.4 保护电路
    4.3 系统稳定性设计
        4.3.1 主环路频率补偿
        4.3.2 过流保护环路频率补偿
    4.4 本章小结
第五章 仿真验证与样品测试
    5.1 子模块与整体电路的仿真验证
        5.1.1 带隙基准参数仿真
        5.1.2 误差放大器参数仿真
        5.1.3 过流保护放大器参数仿真
        5.1.4 整体电路参数仿真
    5.2 电路版图设计
        5.2.1 版图的设计流程
        5.2.2 版图设计规则
        5.2.3 对称性考虑
        5.2.4 版图布局
    5.3 样品测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(6)非对称功率分配恒流恒压变换器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 开关电源管理芯片的现状和趋势
    1.3 本文的研究内容与章节安排
第二章 Buck型 DC-DC变换器原理
    2.1 Buck型 DC-DC变换器的工作原理
        2.1.2 连续导通模式(CCM)
        2.1.3 临界导通模式(BCM)
        2.1.4 非连续导通模式(DCM)
    2.2 PWM控制方式
        2.2.1 电压模控制PWM
        2.2.2 电流模控制PWM
    2.3 Buck型 DC-DC变换器主电路建模
        2.3.1 开关变换器建模与仿真方法
        2.3.2 状态空间平均法
        2.3.3 开关元件平均法
第三章 系统的整体设计及稳定性分析
    3.1 系统设计
        3.1.1 芯片整体描述
        3.1.2 芯片应用与引脚定义
        3.1.3 系统工作原理
        3.1.4 非对称功率分配原理
    3.2 元器件选择
        3.2.1 电感选择
        3.2.2 输出电容
        3.2.3 功率开关管
    3.3 环路建模与稳定性分析
        3.3.1 控制回路建模
        3.3.2 系统环路分析
        3.3.3 稳定性分析
第四章 主要模块的设计与仿真研究
    4.1 带隙基准电压源
        4.1.1 实现原理
        4.1.2 电路结构
        4.1.3 电路设计
        4.1.4 仿真验证
    4.2 电流误差放大器
        4.2.1 原理分析
        4.2.2 仿真验证
    4.3 振荡器及时钟外同步
        4.3.1 设计原理
        4.3.2 电路实现
        4.3.3 仿真验证
    4.4 电感电流编程Buffer
        4.4.1 原理分析
        4.4.2 仿真验证
    4.5 辅助电路
        4.5.1 使能电路
        4.5.2 过温保护电路
第五章 系统的仿真验证与版图设计
    5.1 整体仿真验证
        5.1.1 启动过程
        5.1.2 恒流恒压输出功能验证
        5.1.3 非对称功率分配功能验证
        5.1.4 转换效率
    5.2 芯片版图设计
        5.2.1 版图设计规则
        5.2.2 电流误差放大器版图
        5.2.3 芯片整体版图
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介

(7)低噪声线性霍尔传感器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文研究内容以及章节安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 章节安排
第二章 霍尔传感器基础及噪声理论
    2.1 霍尔效应的原理
    2.2 霍尔元件的结构
    2.3 集成电路的噪声及单管噪声模型
        2.3.1 噪声分类
        2.3.2 晶体管噪声理论
    2.4 常用的电路降噪方法
        2.4.1 自动调零技术
        2.4.2 斩波技术
    2.5 本章小结
第三章 低噪声霍尔传感器的系统设计
    3.1 霍尔传感器的系统设计
        3.1.1 系统功能描述
        3.1.2 霍尔传感器的封装和引脚信息
        3.1.3 霍尔传感器的电特性指标
    3.2 霍尔传感器的架构设计
        3.2.1 霍尔传感器的架构框图
        3.2.2 霍尔传感器的模块功能描述
    3.3 霍尔传感器的低噪声设计
        3.3.1 斩波调制电路降低1/f噪声
        3.3.2 斩波技术的电路结构设计
        3.3.3 低噪声斩波运算放大器的设计
    3.4 本章小结
第四章 低噪声霍尔传感器子模块电路设计
    4.1 带隙基准模块
        4.1.1 基本原理
        4.1.2 电路工作原理
        4.1.3 电路仿真验证
    4.2 稳压电路模块
        4.2.1 电路工作原理
        4.2.2 电路仿真验证
    4.3 霍尔偏置电流模块
        4.3.1 电路工作原理
        4.3.2 电路仿真验证
    4.4 前置放大器模块
        4.4.1 基本原理
        4.4.2 电路工作原理
        4.4.3 电路仿真验证
    4.5 可变增益放大器模块
        4.5.1 跨导放大器G_m
        4.5.2 斩波放大器
        4.5.3 电路仿真验证
    4.6 本章小结
第五章 传感器的整体仿真和实际测试
    5.1 霍尔传感器的整体仿真
        5.1.1 读出电路的噪声特性
        5.1.2 灵敏度和静态输出电压
        5.1.3 保护电路
    5.2 版图设计
        5.2.1 版图的设计流程
        5.2.2 版图设计规则
        5.2.3 版图设计中的噪声问题
        5.2.4 霍尔传感器的版图设计
    5.3 霍尔传感器的实际测试
        5.3.1 灵敏度可编程范围及温漂测试
        5.3.2 噪声测试
        5.3.3 样品测试结果对比
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(8)采用COFT控制的低启动电压Boost开关变换器芯片设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 开关电源前沿与趋势
    1.3 本文的工作内容及结构安排
第二章 BOOST开关变换器基本原理介绍
    2.1 连续导通模式CCM
    2.2 不连续导通模式DCM
    2.3 BOOST开关变换器常见控制方式
        2.3.1 电压模式控制
        2.3.2 峰值电流模式控制
        2.3.3 V2控制
        2.3.4 COFT控制
    2.4 本章小结
第三章 芯片架构设计与系统分析
    3.1 系统架构与工作原理
        3.1.1 控制模式选择与改进
        3.1.2 固定峰值电流COFT工作原理
    3.2 固定峰值电流COFT工作模式
    3.3 芯片低压启动及宽电源电压范围实现方法
    3.4 芯片典型应用及外围器件选择
        3.4.1 电感的选择
        3.4.2 电容的选择
    3.5 芯片重要参数
    3.6 本章小结
第四章 子电路设计实现及验证
    4.1 电压迟滞比较器
        4.1.1 电压迟滞比较器的工作原理与电路结构
        4.1.2 电压迟滞比较器仿真结果
    4.2 电流比较器与电流采样电路
        4.2.1 电流比较器与电流采样电路的工作原理与电路结构
        4.2.2 电流比较器与电流采样电路的仿真结果
    4.3 PTAT电流源
        4.3.1 PTAT电流源的工作原理与电路结构
        4.3.2 PTAT电流源的仿真结果
    4.4 NTC电流源
        4.4.1 NTC电流源的工作原理与电路结构
        4.4.2 NTC电流源的仿真结果
    4.5 SHUDN模块
        4.5.1 SHUDN模块电路的工作原理与电路结构
        4.5.2 SHUDN模块仿真结果
    4.6 ONESHOT模块
        4.6.1 ONESHOT模块电路的工作原理与电路结构
    4.7 本章小结
第五章 整体仿真与验证
    5.1 逻辑验证
    5.2 整体仿真
        5.2.1 1V低压瞬态仿真
        5.2.2 15V高压瞬态仿真
        5.2.3 负载阶跃仿真
        5.2.4 电源阶跃仿真
        5.2.5 线性调整率
        5.2.6 转换效率
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(9)基于COT的高精度Buck变换器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 开关电源概述
    1.2 开关电源的研究方向
    1.3 本文主要内容及结构安排
第二章 Buck变换器的工作原理
    2.1 Buck变换器的基本原理
    2.2 Buck变换器的工作模式
        2.2.1 轻载工作模式
        2.2.2 百分百占空比模式
    2.3 Buck变换器的效率分析
        2.3.1 导通损耗
        2.3.2 驱动损耗
        2.3.3 开关损耗
        2.3.4 死区损耗和过零损耗
        2.3.5 静态功耗
        2.3.6 电感损耗
        2.3.7 高效工作模式
    2.4 Buck变换器的控制策略
        2.4.1 电压模
        2.4.2 峰值电流模
        2.4.3 RBCOT控制
        2.4.4 电流模COT
        2.4.5 V~2 COT
    2.5 本章小结
第三章 Buck变换器的建模及环路补偿
    3.1 电压模的建模
    3.2 峰值电流模的建模
    3.3 电流模COT的建模
    3.4 RBCOT的建模
    3.5 V~2 COT的建模
        3.5.1 片外纹波补偿
        3.5.2 片内纹波补偿
        3.5.3 平均法建模
    3.6 本章小结
第四章 高精度RBCOT控制Buck变换器的设计
    4.1 系统架构
    4.2 纹波产生电路
    4.3 自适应导通时间模块
    4.4 直流失调消除模块
    4.5 纹波叠加模块
    4.6 DCM模式下的输出精度
    4.7 系统整仿验证
    4.8 本章小结
第五章 V~2 COT控制Buck变换器的设计
    5.1 系统架构
    5.2 亚阈值运算放大器
        5.2.1 跨导恒定偏置
        5.2.2 运放电路结构
        5.2.3 稳定性分析
        5.2.4 PSRR
    5.3 纹波产生电路
    5.4 环路比较器
    5.5 系统整仿验证
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(10)一种全CMOS基准的低功耗LDO设计与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状概述
    1.3 研究内容
2 工作原理及性能指标
    2.1 LDO基本结构与原理
    2.2 LDO特性分析
        2.2.1 直流特性
        2.2.2 交流特性
        2.2.3 瞬态特性
    2.3 指标拟定
    2.4 本章小结
3 带隙基准电压源
    3.1 传统带隙基准分析
        3.1.1 基本原理分析
        3.1.2 基准电压影响因素分析
    3.2 全CMOS带隙基准电路设计
        3.2.1 亚阈值状态分析
        3.2.2 核心基准电路设计
        3.2.3 启动电路设计
    3.3 本章小结
4 低功耗无片外电容LDO电路设计
    4.1 拓扑分析
    4.2 补偿结构分析
        4.2.1 米勒补偿及其衍生结构
        4.2.2 其它补偿
    4.3 稳定性分析
    4.4 电路设计
        4.4.1 偏置电流产生电路
        4.4.2 启动电路
        4.4.3 误差放大器电路
        4.4.4 动态偏置电路
        4.4.5 功率级设计
        4.4.6 过冲抑制电路
    4.5 本章小结
5 电路仿真结果及版图设计
    5.1 全CMOS带隙基准仿真
    5.2 LDO仿真结果及分析
        5.2.1 直流特性仿真
        5.2.2 交流特性仿真
        5.2.3 瞬态特性仿真
    5.3 版图设计
        5.3.1 版图设计工具及方法
        5.3.2 LDO版图
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

四、半导体三极管的统一小信号跨导模型(论文参考文献)

  • [1]低噪声高电源抑制比的低压差线性稳压器的研究与设计[D]. 王琛. 电子科技大学, 2021(01)
  • [2]基于SiGe工艺的低噪声高速可变增益放大器的研究与设计[D]. 陈炳天. 浙江大学, 2021(01)
  • [3]高增益低失调轨对轨运算放大器的研究与设计[D]. 段宁. 西安科技大学, 2020(01)
  • [4]基于有源电感和有源变压器的振荡器设计[D]. 张赟. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [5]宽输入高稳定性低压差线性稳压器的设计[D]. 吴美中. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [6]非对称功率分配恒流恒压变换器的研究与设计[D]. 郗登笛. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [7]低噪声线性霍尔传感器的研究与设计[D]. 蔚道嘉. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [8]采用COFT控制的低启动电压Boost开关变换器芯片设计[D]. 毛征明. 电子科技大学, 2020(07)
  • [9]基于COT的高精度Buck变换器的研究与设计[D]. 王韵坤. 电子科技大学, 2020(08)
  • [10]一种全CMOS基准的低功耗LDO设计与研究[D]. 王梓淇. 兰州交通大学, 2020(01)

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半导体三极管的统一小信号跨导模型
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