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基于微控制器的 bldc 控制器设计...
燃料消耗量的增加导致化石燃料储量日益枯竭。可以利用的一种替代能源解决方案是电能。克服能源危机的一种方法是通过参加节能汽车大赛（KMHE）来发挥创造力。乌达亚纳大学的 Weimana 团队以 Agnijaya Vehicle 为名参加了电动机驱动城市概念类别的比赛。能够参与竞争并赢得比赛的重要方面之一是电机控制器。本文介绍了基于 STM32 Blue Pill 微控制器的无刷直流电机控制器设计的研究成果，该控制器用于旋转 Agnijaya Weimana 城市电动汽车上的 BLDC 电机。所创建的 BLDC 控制器设计的规格是将一个 1980 瓦功率耗散逆变器连接到一个 800 瓦带传感器的 BLDC 电机。基于 STM32 Blue Pill 微控制器的无刷直流电机控制器设计成功并制造完成，当连接到无负载的 BLDC 电机时，会产生包含开关噪声的正弦输出波形。驱动 Agnijaya Wimana 城市电动车的性能能够应用高达 100% 的 PWM 占空比，平均电流达到 24,775 安培，平均电压降高达 48,485 V DC，平均额定功率高达 1200.5 瓦，BLDC 电机速度高达 419.5 RPM。关键词：电动汽车，BLDC 电机，无刷直流控制器。
VLSI设计
模块-1 VLSI设计简介，抽象水平和设计的复杂性，VLSI设计的挑战：功率，时机，面积，噪声，噪声，可检验性，可靠性和产量； CAD工具：仿真，布局，合成和测试。模块-2 MOS建模，MOS设备模型，短通道效应和速度饱和，MOS电路的缩放； CMOS逆变器，VTC，切换行为，噪声边缘和功率耗散；静态和动态的CMOS组合逻辑门，静态CMO中的晶体管大小，逻辑努力，传递晶体管逻辑，大小问题，多米诺骨牌逻辑门，估算负载电容，简单延迟模型（RC），CMOS门的简单延迟模型（RC），功耗；模块3布局设计，设计规则，棍子图；标准细胞布局，芯片布局和地板计划，阵列布局；数据路径单元，加法器，变速杆，乘数；控制逻辑策略，PLA，多级逻辑，合成以及位置和路线；闩锁和时钟，触发器，设置和保持测试，静态和动态闩锁和触发器，时钟分布，时钟合成和使用PLL的同步。模块4 MOS回忆，注册，SRAM，DRAM；互连的全局互连建模，电容，电阻和电感；信号和功率供应完整性问题，电气移民，RC互连建模驱动大型电容载荷，减少RC延迟； Verilog HDL。课程结果：
GaN/AlGaN 和 SiC 电子和光子器件中的辐射损伤
宽带隙半导体 SiC 和 GaN 已商业化用于电力电子和可见光至紫外发光二极管（例如 GaN/InGaN/AlGaN 材料系统）。对于电力电子应用，SiC MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）和整流器以及 GaN/AlGaN HEMT 和垂直整流器在高功率水平下提供比 Si 器件更高效的切换，现在正用于电动汽车及其充电基础设施。这些器件还可应用于涉及高温和极端环境的电动飞机和太空任务。在本综述中，将它们的固有辐射硬度（定义为对总剂量的耐受性）与 Si 器件进行了比较。宽带隙半导体的固有辐射硬度更高，部分原因是它们产生缺陷的阈值能量（原子键强度）更大，更重要的是因为它们的缺陷复合率高。然而，现在人们越来越认识到，SiC 和 GaN 功率器件中重离子引起的灾难性单粒子烧毁通常发生在电压约为额定值的 50% 时。在高线性能量传输速率和高施加偏压下，离子诱导泄漏发生在外延区域内的临界功率耗散之上。沿离子轨道耗散的功率量决定了漏电流衰减的程度。最终结果是沿离子轨道产生的载流子发生碰撞电离和热失控。发光器件不受这种机制的影响，因为它们是正向偏置的。应变最近也被确定为影响宽带隙器件辐射敏感性的一个参数。
![arxiv：2502.02606v1 [CS.OH] 2025年2月1日](/simg/4\43a0a25d75041d38d927de1a8c18a665a57c24b6.webp)
arxiv：2502.02606v1 [CS.OH] 2025年2月1日
摘要。随着计算能力的进步，半导体制造和操作的环境成本已成为关键的关注。但是，当前的可持续性指标无法量化现代处理器的基本构件晶体管一级的碳散发。本文引入了每个晶体管（CPT）for-mula的碳，这是一种新颖的方法和绿色实施度量，以测量从制造到寿命末期的半导体芯片的CO 2足迹。通过整合硅晶体生长，晶圆生产，芯片制造和运营功率耗散的排放，CPT公式为评估计算硬件的维持能力提供了科学严格的基准。使用Intel Core i9-13900k，AMD Ryzen 9 7950x和Apple M1/M2/M3处理器的现实世界数据，我们揭示了令人震惊的见解 - 制造的排放占主导地位，贡献了60-125千克CO 2，每CPU，远远超过了超过典型设备的运营装置。值得注意的是，尽管具有广泛的制造影响，苹果的高晶体管计数M系列芯片尽管能源效率，但与传统处理器相比，其碳足迹明显更大。这项研究为绿色计算计划建立了一个关键参考点，使行业领导者和研究人员能够在减少半导体相关的排放中做出数据驱动的决策，并为信息技术过程的绿色因素提供正确的时间。所提出的公式为可持续计算中的碳吸引芯片设计，监管标准和未来创新铺平了道路。
2030年代的LHCB顶点定位器（velo）
LHCB检测器的升级II（预见到2031年）将以1.5×10 34 cm -2 s -1的瞬时发光度运行，以超过300 fb -1的样本积累。每次事件应对42和200带电的粒子轨道的估计堆积，将添加精确的时机，并将其添加到跟踪和导向子系系统中。一个新的顶点定位器（VELO），能够管理预期的7.5倍的数据速率，占用率和辐射量。基于4D混合硅像素技术，具有提高的ASIC速率和时序功能，新的Velo将允许精确的美容和魅力强体标识和实时模式识别。通过详细的模拟，探索了通过详细的模拟，探索通知，内部半径，材料预算和像素尺寸相位空间，同时将冲击参数（IP）分辨率限制为升级I值。在6×10 16 N EQ /cm 2和8×10 15 N EQ /cm 2时的内部半径和寿命末端的两种不同的场景作为进一步优化的起点。对传感器技术（包括LGADS，3DS和Planar Pixels）的进步和当前的研发，重点介绍了辐射硬设计和缺陷工程。与传感器电容和功率预算有关的相关要求是为了实现未来28 nm Protipe提交的每个命中计时目标的30 ps。相对于每个布局方案，研究了冷却，力学和真空实现的改进。将双重Krypton冷却的使用评估为以上1.5 w/cm 2功率耗散的情况。还考虑了可更换的传感器模块，并与3D打印的钛载体相结合。最后，讨论了在六年内进行最终设计优化的全面研发计划。
用于 VLSI 的稳健且可扩展的混合 1 位全加器电路
摘要 本研究论文介绍了一种用于“超大规模集成”（VLSI）应用的新型 22 晶体管 (22T)、1 位“全加器”（FA）。所提出的 FA 源自混合逻辑，该逻辑是“栅极扩散输入”（GDI）技术、“传输门”（TG）和“静态 CMOS”（SCMOS）逻辑的组合。为了评估所提出的 FA 的性能，在“设计指标”（DM）方面将其与最先进的 FA 进行了比较，例如功率、延迟、“功率延迟乘积”（PDP）和“晶体管数量”（TC）。为了进行公平比较，所有考虑的 FA 都是在常见的“工艺电压温度”（PVT）条件下设计和模拟的。模拟是使用 Cadences 的 Spectre 模拟器使用 45 nm“预测技术模型”（PTM）进行的。仿真表明，在输入信号频率 fin=200 MHz 和电源电压 V dd =1 V 时，所提出的 FA 的“平均功率耗散”(APD) 为 1.21 µW。它的“最坏情况延迟”(WCD) 为 135 ps，并且“功率延迟积”(PDP) =0.163 fJ。进一步为了评估所提出的 FA 在 V dd 和输入信号操作数大小方面的可扩展性，它嵌入在 64 位 (64b)“行波进位加法器”(RCA) 链中，并通过将 V dd 从 1.2 V 以 0.2 V 的步长降低到 0.4 V 来进行仿真。仿真结果表明，只有所提出的 FA 和其他 2 个报道的 FA 能够在不同的 V dd 值下在 64b RCA 中运行，而无需使用任何中间缓冲器。此外，我们观察到，与其他 2 个 FA 相比，所提出的 FA 具有更好的功率、延迟和 TC。关键词：全加器、PDP、低功耗、静态 CMOS、门扩散输入、传输门逻辑
第11章 - 电源和项目
词汇表双极晶体管 - 用来表示共同的两种连接晶体管类型（NPN，PNP）的术语，而不是磁场效应的设备（JFET，MOSFET等）。BLEEDER - 电源的输出或过滤器上的电阻负载，旨在一旦供应关闭，旨在快速排放存储的能量。c速率 - 电池的充电率，表示为电池的安培小时等级。圆形MILS-表达圆形导体的横截面区域的便利方式。通过将直径平方（千分之一英寸）的直径平方，而不是将其半径和乘以Pi乘，可以找到圆形MILS的面积。例如，10口线的直径为101.9 mils（0.1019英寸）。其横截面区域为10380厘米，或0.008155平方英寸。核心饱和度（磁） - 变压器或电感器芯中的磁通量超过核心所能处理的条件。如果强迫通量超出这一点，则核心的渗透性将减小，并且将接近空气的渗透性。撬棍 - 许多电源中包含的最后一个式保护电路，以保护负载设备免受供应中调节器故障的影响。撬棍会在供应的输出上感觉到过电压，并发射短路设备（通常是SCR），以直接缩短电源的输出并保护负载。这会导致电源很高的电流，这会吹出电源的输入线保险丝。这对的有效电流增益大约是两个设备各个收益的乘积。达灵顿晶体管 - 一个情况下有两个晶体管的包装，收藏家绑在一起，一个晶体管的发射极与另一个晶体管相连。DC-DC转换器 - 将直流源电压更改为AC的电路，将其转换为另一个级别，然后对输出进行整流以产生直流电。快速恢复整流器 - 专门掺杂的整流器二极管，旨在最大程度地减少停止传导所需的时间时，当二极管从向前偏置的状态切换到反向偏置状态时。折叠式电流限制 - 线性电源中使用的一种特殊类型的电流限制类型，在短期电路负载条件下，通过电源调节器将电流降低到低值，以保护系列通过晶体管免受过量功率耗散和可能的破坏。地面故障（电路）截止器（GFI或GFCI） - 在房屋之间安装的安全装置 - 持有电源的电源和设备，那里有人员触摸地面地面的危险，而
第2章：高性能计算
1。简介：针对高性能计算（HPC）和数据中心市场的异质整合半导体设备的需求始终代表了设备和过程技术中普遍存在的最先进。这些细分市场的需求通常要求达到最高的处理率，最高的沟通速率（低潜伏期和高带宽，通常是同时同时同时使用这些）和最高的能力，并且对包装的极端要求，以满足互连需求和更高的功率散失。这是一种趋势，它很可能会随着HPC系统和数据中心的各种应用而持续，近年来已经出现了。术语chiplet已用于描述与包装中其他此类模具（或chiplets）集成的模具。替代术语dielet也被同义用作chiplet。在本章中，这些术语可互换使用。顺便说一句，值得注意的是，chiplet一词严格意味着不一定独立的功能性芯片的一部分。在使用该术语的方式中，chiplet可以是一个完全运行的模具，例如HBM堆栈或多核CPU。在当前用途时，chiplet一词用于指代术语的严格含义，指代零件或整个功能性芯片。本章合理化了对实现HPC和数据中心市场的系统集成系统集成的明确需求，并确定了潜在的解决方案以及在实现这些SIP时遇到的潜在解决方案以及短期，中期和长期挑战。尽管与过去一样，处理器 - 内存性能差距仍然是整个系统体系结构的关键驱动力，但推动HPC和数据中心市场中异质集成需求的新因素已经出现。这些包括技术局限性，新的和新兴的应用程序以及缩放需求，以克服功率耗散，功率输送和包装IO约束。这些需求及其含义将在下面检查。1.1过去的尺寸限制，技术节点（功能尺寸）一直是特定一代主流CMOS技术的代表，并且在引入后的18至24个月内，新技术超过了最新的技术。近年来，作为特征大小缩减的节点实际上涵盖了几个连续的技术一代，其特征是通过过程优化和电路重新设计在节点内实现的电路元素的缩小尺寸。因此，一个节点已经开始持续数年，但实际上使缩小电路元素的扩展能够继续通过这些创新（称为“超级标准” [BOHR 17]），以相对固定的特征大小。近年来已经成立的共识是使用技术缩放度量指标，该指标代表某些基本电路元素（例如Nand Gates或Scan Flip-Flops [BOHR 17]或其他特定于供应商[LU 17]）的技术规模。使用
第2章：高性能计算和数据中心
1。简介：针对高性能计算（HPC）和数据中心市场的异质整合半导体设备的需求始终代表了设备和过程技术中普遍存在的最先进。这些细分市场的需求通常要求达到最高的处理率，最高的沟通速率（低潜伏期和高带宽，通常是同时同时同时使用这些）和最高的能力，并且对包装的极端要求，以满足互连需求和更高的功率散失。这是一种趋势，它很可能会随着HPC系统和数据中心的各种应用而持续，近年来已经出现了。本章合理化了对实现HPC和数据中心市场的系统集成系统集成的明确需求，并确定了潜在的解决方案以及在实现这些SIP时遇到的潜在解决方案以及短期，中期和长期挑战。异质系统集成使用多个模具及其互连实现了SIP。术语chiplet已用于描述与包装中其他此类模具（或chiplets）集成的模具。替代术语dielet也被同义用作chiplet。在本章中，这些术语可互换使用。顺便说一句，值得注意的是，chiplet一词严格意味着不一定独立的功能性芯片的一部分。在使用该术语的方式中，chiplet可以是一个完全运行的模具，例如HBM堆栈或多核CPU。在当前用途时，chiplet一词用于指代术语的严格含义，指代零件或整个功能性芯片。尽管与过去一样，处理器内存性能差距仍然是整个系统体系结构的关键驱动力，但推动HPC和数据中心市场中异质集成需求的新因素已经出现。这些包括技术局限性，新的和新兴的应用程序以及缩放需求，以克服功率耗散，功率输送和包装IO约束。这些需求及其含义将在下面检查。1.1过去的尺寸限制，技术节点（功能尺寸）一直是特定一代主流CMOS技术的代表，并且在引入后的18至24个月内，新技术超过了最新的技术。近年来，随着特征大小的缩减，一个节点实际上涵盖了几个连续的技术一代，这些技术是通过过程优化和电路重新设计在节点内实现的电路元素的缩小尺寸的特征。因此，一个节点已经开始持续数年，但实际上使缩小电路元素的扩展能够继续通过这些创新（称为“超级标准” [BOHR 17]），以相对固定的特征大小。近年来已经成立的共识是使用技术缩放度量指标，该指标代表某些基本电路元素（例如Nand Gates或Scan Flip-Flops [BOHR 17]或其他特定于供应商[LU 17]）的技术规模。在使用高度尺度的情况下，必须将经典生成边界重新定义为最多的
ni-al欧姆与P型4H-SIC
本文介绍了法国Villeurbanne的Laboratoire deLaMatière，法国Villeurbanne摘要：对Ni-Al合金的调查，在本文中介绍了在P型4H-SIC上形成欧姆的接触。检查了Ni/Al接触的几个比例。在1分钟内在400°C的氩气气氛中进行快速热退火，然后在2分钟内在1000°C下退火。为了提取特定的接触电阻，制造了传输线方法（TLM）测试结构。在p型层上可重复获得3×10-5Ω.cm2的特定接触电阻，而N a = 1×10 19 cm -3的掺杂，由Al 2+离子植入进行。测得的最低特异性接触电阻值为8×10-6Ω.cm2。引言硅碳化物是一种半导体，它在硅中具有多种优越的特性，例如宽带镜头三倍，高电场强度（六倍），具有铜和高电子饱和度漂移速度的高热电导率。由于SIC单晶生长晶粒已被商业化，因此在SIC应用中进行了深入的研究[1]，用于高温，高频和高功率设备。半导体设备参数控制开关速度和功率耗散的强大取决于接触电阻[2]。为制造高性能的SIC设备，开发低阻力欧姆接触是关键问题之一。目前正在限制SIC设备的性能，特别是因为与P型材料接触[3-7]。这些接触通常采用铝基合金[3，7]。已经研究了许多不同的解决方案，并且非常关注Ti/al [3-5]，该溶液在p -SIC上产生了10 -4-10-5Ω.cm2的特定接触电阻。最近通过使用诸如TIC [6]的替代材料（诸如TIC [6]的替代材料产生改进的接触的尝试，导致了低于1×10-5Ω.cm2的特定接触电阻，但是这些接触需要“外来”材料和非标准制造技术。另一方面，一些调查集中在接触Ni/Al [7，8]上，优势是形成欧姆行为无论构成不管构成。在本文中，通过不同的参数提出并讨论了p-SIC上Ni/Al欧姆接触的形成。用不同的参数实现了一组样品。善良的注意力首先集中在表面制备上，尤其是有或没有氧化的情况。然后，研究并讨论了触点中的特定电阻与AL含量。最后，也分析了退火序列的效果。使用标准的梯形热处理特征用于1000°C的退火，然后通过在400°C的中间步骤添加1分钟进行修改。实验样品是4H-SIC N型底物，其n型表层掺杂以10 15 cm -3的掺杂，从Cree Research购买。通过浓度为n a = 1×10 19 cm -3的Al 2+离子植入获得P型区域。在Argon Ambient下，在45分钟内在1650°C下进行射入后退火[9]。首先在溶剂中清洁样品，然后再清洗“ Piranha”溶液。冲洗后，将RCA清洁应用于样品，然后将它们浸入缓冲氧化物蚀刻（BOE）中。清洁后，立即在1150°C的干氧中生长了SIO 2层2小时。光刻来定义传输线方法（TLM）模式，并在将样品引入蒸发室之前就打开了氧化物。Ni的接触组成，然后通过电阻加热沉积AL。最终通过升降过程获得了TLM触点。仅在几分钟内在1000°C下在1000°C下在Argon大气下进行退火后才能建立欧姆接触的形成。