绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 电源模块是常用于切换高电压和电流的设备。使用和环境条件可能会导致这些电源模块随着时间的推移而性能下降,而这一渐进过程最终可能导致设备发生灾难性故障。这一性能下降过程可能会导致一些与电源模块健康状况相关的早期性能症状,从而可以检测出 IGBT 模块的可靠性下降。测试可用于加速这一过程,从而可以快速确定是否可以表征设备可靠性的特定下降。在本研究中,同时对多个电源模块进行热循环,以评估热循环对电源模块性能下降的影响。使用高温热电偶从每个电源模块内部进行现场温度监测。执行设备成像和特性分析以及温度数据分析,以评估电源模块内的故障模式和机制。虽然实验旨在评估热循环对芯片连接的潜在损坏影响,但结果表明引线键合性能下降是限制寿命的故障机制。
摘要 本文研究了一种具有可变增益控制的 60 GHz 低功耗宽带低噪声放大器 (LNA)。为了证明这一概念,该电路采用 22 nm 全耗尽绝缘体上硅 (FD-SOI) CMOS 技术实现。它通过增益峰值(增益分配)技术支持 60 GHz 的宽带操作。通过调整放大器的一些关键匹配网络,每级的峰值增益被分配到不同的频率,从而产生整体宽带频率响应。该电路由三个级联共源共栅放大器级组成。匹配网络针对带宽和噪声系数进行了优化。晶体管背栅用于 LNA 设计,以将电路切换到低功耗待机模式。这避免了基于前栅的切换在电压击穿和电路稳定性方面的问题。此外,通过背栅实现了在如此高频率下同时实现可变增益控制。与基于前栅的相比,基于背栅的可变增益控制可以实现增益的连续微调,同时对控制电压的精度或分辨率要求较低。在测量中,增益通过背栅成功从 20 dB 调低至 − 25 dB。在 1 V 标称电源的 8.1 mW 直流功率下,LNA 提供 20 dB 的峰值增益、18.5 GHz 的带宽和 3.3 dB 的最小噪声系数。当偏置在 0.4 V 的降低直流电源下时,所给出的电路仅消耗 2.5 mW 的直流功率,并且仍然提供 10 dB 的功率增益和约 4.5 dB 的最小噪声系数。通过切换到待机模式,LNA 在标称电源下消耗 850 µ W 的直流功率,在降低电源下消耗 240 µ W 的直流功率。与之前报告的设计相比,LNA 表现出色,具有最低的噪声系数以及具有竞争力的增益、带宽和直流功率。据作者所知,这是第一款通过单独的背栅偏置具有联合可变增益控制和切换功能的 60 GHz LNA。
电子和通信等各个领域对高性能折叠共源共栅 CMOS OTA 的需求日益增长,要求它们具有宽带宽、高电压增益、紧凑设备和低功耗的特点。最近的研究表明,实施水循环算法 (WCA) 可以大大提高折叠共源共栅 CMOS 运算跨导放大器 (OTA) 的性能。这是因为 WCA 能够有效地执行全局搜索和局部探索。值得注意的是,所讨论的 OTA 采用 0.18µm TSMC 技术构建,工作电压为 ±1.8V。模拟结果是使用 PSPICE 软件 (版本 17.4) 收集的。这些设计解决方案表现出卓越的效率,可提供显着的放大、高频率和最低功耗。此外,本文还利用水循环算法演示了折叠共源共栅 CMOS 运算跨导放大器的实现和仿真结果,为此使用了 MATLAB。在折叠共源共栅 CMOS OTA 的 OTA 设计中使用 WCA 可显著提高性能指标。与无算法设计相比,电压增益显著增加,增益带宽增加了五倍。此外,与非 WCA 折叠共源共栅 CMOS OTA 设计相比,功耗降低了 15.5%,共模抑制比提高了 15.18%。结果突出了 WCA 技术作为一种强大的优化策略的有效性,可以提高折叠共源共栅 CMOS OTA 的性能。
倒装芯片式集成电路的热管理通常依赖于通过陶瓷封装和高铅焊料栅格阵列引线进入印刷线路板的热传导作为散热的主要途径。这种封装配置的热分析需要准确表征有时几何形状复杂的封装到电路板的接口。鉴于六西格玛柱栅阵列 (CGA) 互连的独特结构,使用详细的有限元子模型从数字上推导出有效热导率,并与传统 CGA 互连进行比较。一旦获得有效热导率值,整个互连层就可以表示为虚拟的长方体层,以纳入更传统的“闭式”热阻计算。这种方法为封装设计师提供了一种快速而可靠的方法来评估初始热设计研究权衡。
全栅环栅 (GAA) 是一种最佳器件配置,它能静电控制沟道长度最窄的晶体管 2,并最大限度地减少器件关断时的漏电流,从而使器件在每次切换时耗散更少。GAA 几何形状有多种可能,并且已经在水平 3 或垂直配置中得到验证。4 – 7 尽管技术解决方案有望最终将晶体管的栅极长度 L g 缩小到几纳米 5,但从一维(长栅极或大宽度)到全尺寸缩放的晶体管的转变对器件操作的影响仍有许多悬而未决的问题。其中,应明确解决所制造器件的质量和可能导致晶体管操作不良或电性能分散的波动源,以提出最终集成的解决方案。但是,经典的表征技术(如迁移率提取)不足以提供有关最终缩放时器件质量的信息,因为迁移率可能会在如此小的栅极长度下崩溃。 8 – 11 低频噪声可以成为一种非常精确的技术,用于表征低噪声纳米器件中的电子传输。12 , 13
晶体硅 • 多晶硅生产 • 硅锭和硅片:直拉法 (Cz)、定向凝固 (DS)、无切口技术,可生产 Cz 和 DS 等效物 • 电池转换:通过丝网印刷、电镀和无主栅技术生产单面和双面 PERC、PERT、HJT 和 IBC • 模块组装:标准接线和串接、无主栅和叠瓦
Ting-Ting Wang 1,2 , Sining Dong 1,2,* , Chong Li 1,2 , Wen-Cheng Yue 1,2 , Yang-Yang Lyu 1,2 , Chen-Guang Wang 1,2 , Chang-Kun Zeng 1 , Zixiong Yuan 1,2 , Wei Zhu 3 , Zhi-Li Xiao 4, 5 , Xiaoli Lu 6 , Bin Liu 1 , Hai Lu 1 , Hua-Bing Wang 1,2,7 , Peiheng Wu 1,2,7 , Wai-Kwong Kwok 4 and Yong-Lei Wang 1,2,7,*
介绍了一种使用简单单级辅助放大器的新型增益提升折叠共源共栅运算放大器。所提出的辅助放大器的设计方式是,无需使用共模反馈网络,即可获得适当的输入和输出直流共模电压。辅助放大器的输入端由耦合电容器和浮栅 MOS 晶体管隔离。因此,直流输入电压电平限制已被消除。辅助放大器的输出端也使用了二极管连接的晶体管,使输出电压电平保持在所需的水平。与更复杂的放大器相比,简单的单级辅助放大器对主放大器施加的极点和零点更少,而且功耗也更低。0.18μm CMOS 技术的仿真结果显示直流增益增强了约 20 dB,而输出摆幅、斜率、稳定时间、相位裕度和增益带宽几乎与之前的折叠共源共栅设计相同。