摘要 本文提出了一种用于改善采样线性度的新型自举开关。该技术通过引入负电压自举电容来降低关键信号节点的寄生电容,从而提高其线性度。采用0.18 µ m互补金属氧化物半导体技术对所提电路进行仿真,其寄生电容比传统结构大约降低30%。在轨到轨输入情况下,在50 MHz采样率下,采用1.2 V电源供电时,所提开关实现了83.3 dB的信噪比 (SNDR) 和82.3 dB的无杂散动态范围 (SFDR)。与传统自举开关相比,所提自举开关的SFDR和SNDR分别提高了11.7和12.7 dB。关键词:自举开关、线性、低电压 分类:集成电路(存储器、逻辑、模拟、射频、传感器)
北京理工大学光学与光子学院,北京,100081,中国 电子邮件:yuanyue000418@163.com 收稿日期:2022 年 5 月 1 日/接受日期:2022 年 6 月 1 日/发表日期:2022 年 7 月 4 日 本文重点研究了碳和氮掺杂碳作为超级电容电极材料的制备、结构和电化学表征。电极材料是通过粉碎、氧化预处理和键合、碳化和活化制备的,聚合物材料加工成碳基材料。为了制备碳气凝胶电极材料,采用富氮前驱体方法通过氮掺杂来改变获得的碳基底材料。 SEM 和 XRD 对形貌和晶体结构进行分析表明,掺杂样品中引入了氮,碳电极表面覆盖着云状团簇和不均匀的聚集碳颗粒,而 N 掺杂碳样品具有海绵结构,其中交织着类似石墨的薄片,具有更高的粗糙度和孔隙率,以及更大的表面积。使用循环伏安法 (CV) 和恒电流充放电 (GCD) 循环对制备的碳基材料进行电化学研究表明,N 掺杂碳比对照样品具有更高的电化学电容性能,以及理想的快速充放电性能和功率器件的高功率容量。在 1 A/g 的电流密度下,碳和 N 掺杂碳的比电容分别为 13.56 和 192.12 F/g,这意味着 N 掺杂样品的比电容比未掺杂材料提高了 14 倍。经过 10000 次循环后,N 掺杂碳的循环稳定性显示出几乎 108% 的电容保持率。根据 N 掺杂碳超级电容电极性能与早期关于超级电容器中多孔碳材料的报道的比较,N 掺杂碳超级电容电极的比电容、功率和能量密度与其他报道的 N 掺杂多孔碳结构的值相当或更好。这些测试表明,使用所述方法生成的氮掺杂碳电极材料具有较低的内阻,并且可以在超级电容器中保持良好的电化学性能。关键词:氮掺杂碳;电化学性能;富氮前体;超级电容电极材料
能源可用性和温室气体排放已成为与传统不可再生来源过度消耗有关的问题(Wang等,2013)。迫切需要开发和寻找可再生绿色能源资源,同时迫切需要更好的能源存储系统。超级电容器引起了广泛的兴趣(Wang等,2007; Sarno等,2015),因为它们的高能量密度,出色的周期稳定性,高特异性电容和长寿(Xia等,2012)。根据不同的储能机制,可以将超级电容器分为两个主要类别(Yang等,2012):双层电容器和伪能力。在双层电容器(例如,碳材料)中,电极通过使用界面双层的静电电容来存储能量。伪电容器的电容比双层电容器更高,它通过快速且可逆的氧化还原反应保持电荷。作为电极材料,金属氧化物由于其在氧化还原反应中的高电容特性而引起了极大的兴趣。已经使用了许多过渡金属氧化物和导电聚合物。氧化铝具有许多独特而有吸引力的特性,例如较大的特定表面积,良好的导热性,对大多数酸和碱的惰性,机械强度和刚度,耐磨性,高吸附能力以及热稳定性。此外,Al 2 O 3也是无毒的,高度磨料且廉价的(Mallakpour和Khadem,2015; Mirjalili等,2011; Gunday等,2019)。这些特性使Al 2 O 3适用于各种应用,例如催化剂,传感器和超级电容器。尤其是,据报道,由γ-Al 2 O 3纳米颗粒,多脏和氧化石墨烯还原构成的三元电极的超级电容器性能(Azizi等,2020)。证明了Al 2 O 3在改善和增强导电聚合物电化学稳定性和电容的有益作用,这要归功于催化的氧化还原反应能力。然而,据我们所知,唯一具有高纯度和形态均匀性的氧化铝构成的电极的电化学特性从未被报道过。为了形成稳定,廉价且执行的电极,在这里,我们报告了由热等离子体技术制备的Al 2 O 3粉末用于超级电容器应用。在高纯度和细粉合成过程中,避免了通常在化学过程中所需的复杂且昂贵的制备步骤的蒸气相反应,即降水和纯化,特别有助于生产具有较窄尺寸分布的毛胶状颗粒(Iovane等,2019; Hong和Yan。,2019; Hong and Yan,2018)。扫描电子显微镜(SEM),热重分析(TG),傅立叶