从频率合成器的构成和噪声模型入手,分析了主要单元电路对噪声的贡献,进而研究了各频率合成器模块中的噪声影响因子,建立了不同模块的噪声模型,并在模型基础上改进了压控振荡器的电流源结构及鉴相器的延时单元电路,从而提高了频率合成器的噪声性能。根据上述方法,采用0.18μm射频CMOS工艺设计实现了一款低功耗、低噪声的频率合成器,经测试,核心电压1.8 V,功耗54 m W,带内噪声达到了-98 d Bc/Hz。测试结果表明噪声指标达到了国外同类产品水平,为设计和研发高集成度的射频收发系统芯片提供了很好的参考。
GaAs集成电路因其良好的电性能和抗辐射能力,广泛应用于各领域,尤其是航天航空方面。电路的抗辐射能力与设计和工艺密切相关,因此对3 bit GaAs加权相加电路进行了全面的辐照效应试验技术研究,主要对该电路进行中子、γ总剂量和γ剂量率辐照试验研究,对GaAs集成电路的耐辐照性进行了探讨,为建立中等规模耐辐射GaAs IC的电路设计、工艺制造和测试技术平台奠定了基础。
针对双模卫星导航接收系统对集成度、功耗和面积的需求,研究了频率综合器的电路结构和频率规划,分析了频率综合器环路的参数设计,实现了片上集成环路滤波器,版图采用MIM和MOS电容堆叠的方式节省了面积,电容电阻采用了加权的方式,使环路带宽可调。采用高速TSPC结构的D触发器构成双模预分频器,降低了整体电路的功耗。利用基于0.18μm RF CMOS工艺实现了低功耗全集成的频率综合器,芯片面积0.88 mm2,功耗18.5 m W,相位噪声-94 d Bc/Hz@100 k Hz,杂散-68 d Bc。测试结果证明了该电路系统参数设计和结构改进是合理和有效的,各参数性能满足系统要求。
通过分析砷化镓(GaAs)器件的电离辐射剂量率辐照机理和效应,结合电路结构,描述了砷化镓10 bit数模转换器(DAC)的电离辐射剂量率辐射效应、抗辐射设计和辐照实验。在电路设计上,10 bit DAC由两个5 bit DAC组成,通过芯片内部合成10 bit DAC,有效降低了芯片面积和制造工艺难度;通过分析电路的电离辐射剂量率辐射效应,针对敏感电路进行局部电路的抗辐射设计,提高电路抗辐射能力;结合实验条件和器件引线分布,设计合理的辐照实验方案,开发辐照实验电路板,进行辐照实验,获得科学的实验结果,验证电路的抗辐射能力。实验结果表明该数模转换器能够抗3×1011rad(Si)/s剂量率的瞬时辐照。
