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期刊信息/Journal information
微电子学
微电子学

成福康

双月刊

1004-3365

wdzx@sisc.com.cn

023-62834360

400060

重庆市南坪花园路14号24所

微电子学/Journal MicroelectronicsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是技术类期刊。传播、普及、推广 微电子科学技术知识，介绍国内微电子行业的最新研究成果和国外微电子业界的发展动态。有关微电子学基础理论，微电子器件与电路, 集成电路，半导体工艺和制造技术，集成电路封装技术，多芯片组件技术，集成电路可靠性技术，片上系统，集成系统等领域的研究论文、技术报告、综合评述、产品应用等内容。该刊被重点检索刊物、数据库、期刊网站所收录，是中国核心期刊之一。
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    面向神经形态感知的人工脉冲神经元的研究进展

    方胜利任文君赵淑景王瑞麟...
    1-16页
    查看更多>>摘要：近年来,随着人工智能技术和脉冲神经网络(SNN)的迅猛发展,人工脉冲神经元的研究逐渐兴起.人工脉冲神经元的研究对于开发具有人类智能水平的机器人、实现自主学习和自适应控制等领域具有重要的应用前景.传统的电子器件由于缺乏神经元的非线性特性,需要复杂的电路结构和大量的器件才能模拟简单的生物神经元功能,同时功耗也较高.因此,最近研究者们借鉴生物神经元的工作机制,提出了多种基于忆阻器等新型器件的人工脉冲神经元方案.这些方案具有功耗低、结构简单、制备工艺成熟等优点,并且在模拟生物神经元的多种功能等方面取得了显著进展.文章将从人工脉冲神经元的基本原理出发,综述和分析目前已有的各种实现方案.具体来说,将分别介绍基于传统电子器件和基于新型器件的人工脉冲神经元的实现方案,并对其优缺点进行比较.此外,还将介绍不同类型的人工脉冲神经元在实现触觉、视觉、嗅觉、味觉、听觉和温度等神经形态感知方面的应用,并对未来的发展进行展望.希望能够为人工脉冲神经元的研究和应用提供有益的参考和启示.

    人工脉冲神经元神经形态感知莫特忆阻器脉冲神经网络

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    铜互连新型阻挡层材料的研究进展

    张学峰邓斌张庆山
    17-24页
    查看更多>>摘要：铜互连阻挡层材料起到防止铜与介质材料发生扩散的重要作用.因此,阻挡层材料需要满足高稳定性、与铜和介质材料良好的粘附性以及较低的电阻.自1990年代以来,氮化钽/钽(TaN/Ta)作为铜的阻挡层和衬垫层得到了广泛的应用.然而,随着晶体管尺寸微缩,互连延时对芯片速度的影响越来越重要.由于TaN/Ta的电阻率高且无法直接电镀铜,已经逐渐难以满足需求.文章综述了铜互连阻挡层材料的最新进展,包括铂族金属基材料、自组装单分子层、二维材料和高熵合金,以期对金属互连技术的发展提供帮助.

    铜互连阻挡层后端互连工艺

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    一种基于新型低功耗开关策略的10 bit 120 MS/s SAR ADC

    李京羊万辉王定洪刘兴辉...
    25-31页
    查看更多>>摘要：设计了一种10 bit 120 MS/s高速低功耗逐次逼近模数转换器(SARADC).针对功耗占比最大的CDAC模块,基于电容分裂技术并结合C-2C结构,提出了 一种输出共模保持不变的双电平高能效开关控制策略;在降低CDAC开关功耗的同时,摆脱了 CDAC开关过程中对中间共模电平的依赖,使得该结构适用于低电压工艺.在速度提升方面,控制逻辑使用异步逻辑进行加速;比较器采用一种全动态高速结构,在保证精度的前提下其工作频率达到3 GHz;CDAC中插入冗余位,以降低高位电容对充电时间的要求.所设计的SAR ADC使用40 nm CMOS工艺实现,采用1.1 V低电压供电.在不同工艺角下进行性能仿真,结果显示,在120 MHz采样率下,有效位数为9.86 bit,无杂散动态范围为72 dB,功耗为2.1 mW,优值为18.9 fJ/(conv·step).

    逐次逼近模数转换器开关策略低功耗高速

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    一种12位低功耗电阻串架构DAC

    吴旭鹏张理振费宏欣任静...
    32-37页
    查看更多>>摘要：利用分段式电阻串结构,基于CMOS工艺设计了一款12位3.4 MHz低功耗数模转换器(DAC)芯片.结合建立速度和静态性能的设计指标,确定"5+7"式分段结构,在保证建立速度的条件下考虑到电阻的失配性,实现良好的微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)特性.后仿真结果表明,在3.4 MHz速度下,常温下DNL为0.14 LSB,INL为1 LSB,在-40～125 ℃下,DNL为0.6 LSB,INL为2 LSB,并且表现出-84 dB的总谐波失真(THD),以及在3 V电压下378 μW的极低功耗,版图面积缩小到1.09 mm×0.91 mm.

    数模转换器分段结构低功耗

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    一种级间运放共享的MASH结构Σ-△调制器

    彭蠡霄汪东李振涛邓欢...
    38-44页
    查看更多>>摘要：基于55 nm CMOS工艺,设计了 一种级间运放共享的级联噪声整形(MASH)结构Σ-△调制器.采用2-2 MASH结构对调制器参数进行了设计.对经典结构的开关电容积分器进行了改进,并应用到调制器电路的设计中,实现了两级调制器之间的运放共享,在达到高精度的同时减少了运放的数量,显著降低了 MASH结构调制器的功耗.仿真结果表明,在3.3 V电源电压下,调制器信噪失真比为111.7 dB,无杂散动态范围为113.6 dB,整体功耗为16.84 mW.

    Σ-△调制器级间运放共享级联噪声整形低功耗

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    一种用于5G终端增益可调的低噪声放大器设计

    彭欢庆王金婵赵芃张金灿...
    45-53页
    查看更多>>摘要：针对无线接收机需要对不同强度信号进行不同程度放大的要求,采用WIN公司的0.15 µmGaAs pHEMT工艺设计了一款工作频段为5G通信频段3～5 GHz的可变增益低噪声放大器.该放大器包含两级放大电路,均采用自偏置结构,降低了端口数量,通过调节第二级放大电路的控制电压在0至5 V之间变化,可实现系统增益的连续可调范围约39.3 dB(-3.5～35.8 dB).放大器版图尺寸为0.94 × 1.24 mm2.控制电压为0 V时,系统噪声为0.53±0.01 dB,增益为35.5±0.35 dB,中心频点4 GHz处,OP1dB为13.2 dBm,OIP3达到32.7 dBm,表明系统具有良好的线性度.

    低噪声放大器可变增益自偏置

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    一种带曲率补偿的低功耗带隙基准设计

    张祖静冯全源刘恒毓
    54-59页
    查看更多>>摘要：为了改善传统带隙基准中运放输入失调影响电压精度和无运放带隙基准电源抑制差的问题,设计了一款基于0.35μmBCD工艺的自偏置无运放带隙基准电路.提出的带隙基准源区别于传统运放箝位,通过负反馈网络输出稳定的基准电压,使其不再受运算放大器输入失调电压的影响;在负反馈环路与共源共栅电流镜的共同作用下,增强了输出基准的抗干扰能力,使得电源抑制能力得到了保证;同时采用指数曲率补偿技术,使得所设计的带隙基准源在宽电压范围内有良好的温度特性;且采用自偏置的方式,降低了静态电流.仿真结果表明,在5 V电源电压下,输出带隙基准电压为1.271 V,在-40～150 ℃工作温度范围内,温度系数为5.46 ×10-6/℃,电源抑制比为-87 dB@DC,静态电流仅为2.3 μA.该设计尤其适用于低功耗电源管理芯片.

    带隙基准无运放自偏置指数曲率补偿负反馈温度系数电源抑制低功耗

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    一种基于电容充放电的低功耗时钟发生器

    邓家雄冯全源
    60-65页
    查看更多>>摘要：基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种基于电容充放电的新型低功耗时钟发生器.为了减小温度变化引起的频率波动,设计了负温度系数偏置电路.采用了传统的占空比调节电路,可调节振荡波形的占空比.仿真结果显示,在3.3 V电源电压下,该振荡器可以稳定输出7.16 MHz频率的信号,相位噪声为-104.4 dBc/Hz,系统功耗为1.411 mW,其中环形振荡器功耗为0.811 mW.在-40 ℃～110 ℃温度变化范围内,振荡器的频率变化为7.116～7.191 MHz,容差在1.05％以内.同其他时钟发生器相比,该电路具有结构简单、功耗低,以及在宽温度范围内具有较高的频率稳定性等显著特点,能够满足芯片的工作要求,为芯片提供稳定时钟.

    时钟发生器环形振荡器占空比调节电路低功耗

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    一种基于频差自校准的高精度RC振荡器

    赵俊杰顾洺潇徐宁钟国强...
    66-72页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于频差自校准的高精度RC振荡器.通过对PTAT高频环形振荡器时钟计数,得到RC振荡器和参考时钟的计数偏差.数字自校准电路通过电阻阵列校准参考电压,减小计数偏差,进而得到稳定的振荡频率.参考时钟仅在工作前校准,实际工作中不需要额外的参考时钟.该RC振荡器采用CSMC 0.18μm工艺,工作电压为1.8 V.仿真结果表明,该电路可以产生2 MHz的稳定振荡频率,整个系统的功耗为48.4 μW,启动时间小于15 μs.在-40～125 ℃温度范围内,振荡频率变化率小于士0.2％.在1.70～1.98 V供电电压范围内,振荡频率变化率小于±0.25％/V.

    RC振荡器自校准频差PTAT环形振荡器

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    一种基于斩波拓扑的高精度RC振荡器

    周朝阳刘云涛王立晶方硕...
    73-78页
    查看更多>>摘要：设计了一种采用0.18μmCMOS工艺制作的基于斩波拓扑的高精度RC振荡器.该结构对比较器失调有较好的抑制效果,并补偿了比较器传输延时对输出时钟频率的影响,达到了较好的温度特性.同时使用LDO对振荡器的主体电路供电,有效抑制了电源电压波动对输出频率的影响.另外该振荡器使用电容修调网络,减小了工艺漂移对中心频率的影响.仿真结果表明,所设计的振荡器在不同工艺角下均可以通过修调将频率校准至典型值2 MHz.在-40～125 ℃的温度范围内,输出频率的波动仅为0.87％.在3～6 V的电源电压范围,输出频率的波动仅为0.21％.与同类型的片上RC振荡器相比,该电路对温度、电源电压和工艺的漂移有更好的抑制作用.

    RC振荡器斩波拓扑数字修调技术高精度

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