设计了一种基于摆率增强的快速瞬态响应无片外电容LDO电路。其中, 误差放大器采用电流镜跨导结构, 降低了频率补偿的难度系数; 设计了一种可以为功率管栅极提供额外充放电电流的瞬态提升电路(TEC), 能快速响应负载的变化, 增大摆率, 有效提升了负载瞬态响应。仿真结果表明, 电路仅使用简单的密勒密勒补偿, 即可实现相位裕度在全负载范围内大于60°; 在0.5 μs的时间内, 负载在100 μA和100 mA之间发生跳变, 电路的下冲电压和过冲电压分别是69 mV和64 mV, 稳定时间分别是0.89 μs和0.86 μs。相较无TEC, 本文电路的下冲/过冲电压分别衰减73%和78%, 负载瞬态响应显著提升。

提出了一种具有较高增益和稳定性的片上低压差线性稳压器(LDO), 可为高速变化的逻辑和驱动电路提供快速响应的电压。该两级级联输出的LDO基于0.18 μm BCD工艺设计, 工作在9.5~15.5 V宽电源电压范围内, 并且具有较好的相位裕度、较高的响应速度以及较好的线性调整率, 能够满足芯片内部多个电源轨的供电需求。采用Cadence仿真并进行了流片试制, 仿真和测试结果表明, 该LDO主环路在全负载范围内具有较好的相位裕度, 输出电压纹波较小。在输入电压为9.5~15.5 V时, 两级LDO的输出电压分别稳定在4.53 V和1.80 V, 具有较好的线性调整率。LDO用于GaN驱动芯片时, 能稳定地为逻辑和驱动等模块提供电源电压。

提出了一种无片外电容、快速瞬态响应、宽输入电压范围的低压差线性稳压器(LDO)。该电路基于翻转电压跟随器(FVF)结构, 不需额外增加辅助电路, 仅使用两个电容作为检测模块, 以动态调整瞬态响应, 能够弥补传统LDO集成度低、面积大、功耗高、瞬态响应差的不足。电路基于TSMC 180 nm CMOS工艺。仿真结果表明, 该LDO的压差为200 mV, 静态电流为36 μA, 输入电压范围为2~4 V, 低频时PSRR为-59 dB。在30 pF负载电容、0~10 mA负载电流、150 ns阶跃时间条件下, 产生的上冲电压为50 mV, 下冲电压为66 mV, 瞬态电压恢复时间为300 ns。

为满足辐射探测器前端读出电路对模拟电路稳压器片上集成和快速瞬态时间响应的需求，设计了一种基于0.18 μm CMOS工艺的全片上集成LDO。采用大摆幅高增益放大器驱动输出功率管，增大了功率管栅极调节电压摆幅，减小了功率管尺寸和LDO压差电压。该放大器同时增大了LDO的环路增益和对功率管栅极的充放电电流，从而改善了瞬态响应性能。为了不牺牲环路增益带宽和芯片面积，并且保证LDO在整个负载电流区间内保持稳定，提出了一种负载电流分区频率补偿方法。仿真结果表明，在负载电容为200 nF，负载电流范围为0~200 mA时，设计的LDO相位裕度均大于53o。在相同功率管尺寸情况下，采用大摆幅高增益放大器可以将LDO最大输出电流能力提高到两倍以上。当负载电流从10 mA跳变到200 mA时，LDO输出电压恢复时间小于6.5 μs。设计的LDO电路面积为120 μm×264 μm，满载时电源效率为97.76%，最小压差电压为50 mV。

在测试中波碲镉汞光伏器件的瞬态响应时，当激光光斑照射器件表面位置距离光敏面较远时，器件表现为特殊的双峰脉冲响应现象，分析表明出现这种异常双脉冲现象的原因是光敏区内的少子漂移和光敏区外侧向收集的少子扩散有时间上的差异。通过对器件施加反向偏压，脉冲响应随反向偏压的增大由双峰变成单峰的实验结果，验证了少子侧向收集是导致器件形成双峰的主要原因。对第二个峰拟合得到p区的少数载流子寿命。将瞬态响应获得的少子寿命与该p型中波碲镉汞材料的理论计算和光电导衰退法得到的少子寿命相对比，发现三种方式得到的少子寿命随温度的变化趋势基本一致，这说明了可以通过瞬态光响应得到中波碲镉汞器件的少子寿命。

应用在空间辐射环境下的互补金属氧化物半导体图像传感器（CIS）会受到高能质子辐照损伤，导致性能退化，严重时甚至功能失效。为了分析CIS高能质子辐照损伤机理，本文以0.18 μm工艺CIS为研究对象，利用西安200 MeV质子应用装置开展了注量分别为1×10¹⁰、5×10¹⁰、1×10¹¹ p/cm²的100 MeV质子辐照实验。获得了单粒子瞬态响应的典型特征和暗信号、暗信号分布、暗信号尖峰及随机电码信号（RTS）等敏感参数的退化规律，揭示了不同偏置条件和不同注量下CIS高能质子辐照损伤的物理机制。实验结果表明：对暗信号而言，加偏置条件比未加偏置条件变化显著；质子辐照诱发的位移损伤和电离损伤引起暗信号的增大；位移损伤诱发的体缺陷诱发暗信号尖峰的产生，且随着辐照注量的增大而增多；空间电荷区中不同类型的体缺陷导致两能级和多能级RTS的产生。

目前爆破扰动下隧道的动力响应解析解研究多为稳态，且主要集中在无衬砌隧道；而实际工程施工爆破扰动以瞬态波的形式传播，且大多隧道有衬砌。因此，论文以深埋圆形有衬砌隧道为研究对象，采用波函数展开法和梯形求积，开展平面爆破P波扰动下的隧道瞬态动力响应解析解研究：通过分析平面简谐P波入射时衬砌和围岩中的波场，考虑深埋隧道衬砌与围岩相互作用的边界条件，确定隧道周围的稳态响应；在稳态解的基础上运用梯形求积，求出平面爆破P波扰动下深埋圆形衬砌隧道动力响应问题的瞬态解析解，进而分析隧道衬砌与围岩接触面和隧道内的动应力集中系数、径向和环向振动速度的动态响应情况。研究结果表明：本文解析结果与FLAC及CASRock数值结果一致，验证了本文方法的可行性以及正确性；动力扰动过程中隧道两帮出现拉应力集中，顶底板主要出现压应力集中，隧道两侧的径向振动速度要显著大于隧道顶部，环向振动速度随着爆破荷载的加卸载先增大后减小至零。解析结果可以为深埋隧道的支护提供理论基础。

设计了一种应用于片外大电容场景下的具有快速瞬态响应特性的LDO。电路通过采用负载电流采样负反馈的结构构成了一个高带宽的电压缓冲器。该LDO使用具有电容倍增功能的共栅共源补偿结构,在外挂1 μF负载电容的条件下,仅需500 fF的片上补偿电容即可保证在全负载范围内的稳定性。此外,通过使用自适应偏置技术,在减小轻载功耗的同时进一步提升了瞬态响应速度。电路采用0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真验证。仿真结果表明,在LDO的输入电压为1.2 V、输出电压为1 V时,当负载电流以0.1 μs的速度在150 mA和100 μA之间切换时,最大电压变化仅为10.7 mV,输出电压恢复时间小于0.7 μs。

设计了一种片外大电容快速瞬态响应低压差线性稳压器。该LDO电路基于跨导线性结构设计,在输出级引入推挽结构,有效地减小过冲的幅值和恢复时间,提高了LDO的瞬态响应速度; 利用浮动缓冲器驱动功率管,有效地提高了LDO的电流效率; 采用动态零点补偿技术,保证了LDO在全负载范围内的环路稳定性。该LDO电路基于0.35 μm BCD工艺设计与仿真验证。结果表明,在1.2 V~3 V输入电压范围,LDO的输出电压为1 V,静态电流约为50 μA,可提供0~300 mA的负载。在上升下降沿为500 ns、幅度为300 mA、轻载持续时间为50 μs的负载瞬态跳变下,过冲和下冲均小于20 mV。电路满足高频负载跳变的应用需求。

针对无片外电容型低压差线性稳压器(LDO)瞬态响应差的问题，基于40 nm CMOS工艺设计了一种带瞬态负载变化感知的无片外电容型LDO电路。采用有源前馈频率补偿，实现了电路稳定；瞬变检测电路感应负载的变化，为功率管栅极提供充、放电通路，减弱了输出电压波动。仿真结果表明，负载电流在0~100 mA范围内，该LDO的输出过冲电压和下冲电压分别为100 mV和140 mV，稳定时间在1 μs以内。全负载电流范围内，瞬态性能大幅提升。