提出一种交叉耦合结构混沌信号源电路, 通过建立非线性混沌模型证明交叉耦合电路满足混沌振荡的条件。将电路拆分成 2个互补的两级混沌电路, 基于左右两边互补特性分析了交叉耦合混沌电路稳定性提升的机制。通过改变输出端口阻抗, 对混沌吸引子和输出信号频谱进行仿真和测试, 结果表明: 交叉耦合混沌电路维持稳定混沌状态的输出端口阻抗由常规混沌电路的 500 Ω以上降为 80 Ω以下, 稳定性提升 6倍以上; 输出混沌信号频谱分三段覆盖 1.5~11.4 GHz频段, 较常规电路提升 50%以上。

Flash存算阵列在工作模式下需要用到不同内部驱动电压, 因此基于当前各类Dickson型电荷泵, 设计了一种针对Flash存算阵列的可调电荷泵。采用一种新型输出级的交叉耦合设计, 解决了传统电荷泵最后一级阈值电压导致的低泵送效率的问题, 并通过辅助MOS管增强了传统电荷泵中体源二极管对反向漏电流的抑制能力。55 nm CMOS工艺下的仿真结果表明, 与改进前的电荷泵相比, 在电源电压1.8 V和300 μA的工作电流下, 中间级反向漏电流减少了17.5%, 输出级反向漏电流减少了73.1%。无反馈调节时, 主电荷泵最高输出电压为9.56 V, 电压效率达88.51%。PFM可调制模式下, 可重构电荷泵能实现输出电压切换。

设计了一种改进的电平移位电路。该电路采用交叉耦合结构, 在不明显增加电路复杂度的情况下, 显著提高了高压栅极驱动集成电路(HVIC)的噪声免疫能力。整个驱动器基于035 μm 600 V BCD工艺设计。仿真结果表明, 设计的HVIC可以实现高达125 V/ns的dV/dt噪声免疫能力, 并在15 V电源电压下允许VS负电压过冲达到-96 V。此外, 从理论上分析了改进电平移位电路的本级传输延时。同传统HVIC相比, 设计的HVIC整体的传输延时得到了优化, 降低到54 ns左右。

该文给出了一种热振子式双轴微机电系统(MEMS)角速度陀螺的敏感机理。在给出双轴敏感原理、热振子的振动模态和陀螺效应的基础上, 对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明, 开机1.8 s后在敏感结构内形成了一个稳定的温度场; 当有角速度加载时, 热振子随着输入角速度而移动, 造成温度场偏移, 两个正交Y(X)方向上对称设置的两热线温差ΔTY(ΔTX)随着输入角速度ax(ay)的加大呈现线性增长, x、y轴平均温度灵敏度为121 mK/(°)/s; 根据输入-输出ωx-VYout和ωy-VXout特性曲线得到数学模型, 从而揭示了敏感机理, x、y轴平均灵敏度为0.091 mV/(°)/s, 平均非线性度为1.86%, 平均交叉耦合为2.3%。该文为优化结构奠定了实用理论基础。

该文设计了一种具有高灵敏度、低交叉耦合的双轴谐振式微加速度计, 使用工型梁作为解耦梁, 通过微杠杆机构实现力的放大, 结构呈中心对称形式, 采用差分检测工作方式。通过仿真分析对结构进行优化并完成加速度计整体结构设计, 进而提高加速度计灵敏度, 降低交叉耦合。对加速度计结构进行模态分析、灵敏度分析、交叉耦合分析和谐响应分析, 结果表明, 在±20g量程范围内, x向标度因数为423.6 Hz/g, y向标度因数为421.8 Hz/g, x向交叉灵敏度为0.000 047%, y向交叉灵敏度为0.000 78%。仿真结果验证了所设计结构的可行性。

提出了一种由改进的前置差分运算放大器和差分式锁存器构成的高频、高速、低失调电压的动态比较器。前置预差分放大器采用PMOS交叉互连的负载结构，提升差模增益，进而减小输入失调。后置输出级锁存器采用差分双尾电流源抑制共模噪声，改善输出级失调，并加速比较过程。采用一个时钟控制的开关晶体管替代传统复位模块，优化版图面积，在锁存器中构建正反馈回路，加速了比较信号的复位和输出建立过程。采用65 nm/1.2 V标准CMOS工艺完成电路设计，结合Cadence Spectre工艺角和蒙特卡洛仿真分析对该动态比较器的延时、失调电压和功耗特性进行评估。结果表明，在12 V电源电压和1 GHz采样时钟控制下，平均功耗为117.1 μW；最差SS工艺角对应的最大输出延迟仅为153.4 ps；1 000次蒙特卡罗仿真求得的平均失调电压低至1.53 mV。与其他比较器相比，该动态比较器的电压失调和高速延时等参数有明显优势。