教学课程资源库 更多>>

关键词： 微型片式熔断器   温度场   时间-电流特性   热电耦合  

摘要： 本文利用Ansys workbench仿真软件，建立微型片式熔断器的有限元模型，模拟过载电流下的温度场分布情况，获得弧前时间-电流特性曲线，并结合实际微型片式熔断器产品常温过载熔断特性，验证仿真模型与工程运用的差异。本文以石英玻璃作为基体，采用掩膜法，利用溅射沉积技术制备额定电流为0.2 A的微型片式熔断器，并通过常温过载熔断测试，观察熔体熔断位置及记录弧前时间。结果表明：产品实际熔断位置位于熔体狭颈中心，与仿真温度场的最高温度区域位置一致；低倍率额定电流条件下，熔断器温度场呈阶梯式从狭颈中心至电极两端、从金属层至玻璃基体方向分布；高倍率额定电流条件下，熔断器高温分布仅集中于熔体中心处；弧前时间-电流曲线呈现出明显的反时限性，过载电流越大，仿真计算结果与实际测试结果越接近，经计算两者之间误差小于10%。

关键词： 功率放大器   自适应偏置   GaAs HBT   ESD保护  

摘要： 无线通信技术的持续进步为半导体技术提供了广阔的发展前景,同时也带来了更高的性能要求。作为通信系统收发前端的重要构成部分,放大器需要有更强的性能,以适应日新月异的新功能和新环境。射频功率放大器在通信模块内部是能耗最大、非线性最强的模块之一,一直以来都是系统设计的难点。 硅（Si）基集成电路的自然延伸促进了微波集成电路（Microwave Integrated Circuit;MIC）的发展,随着技术的发展,砷化镓（GaAs）技术开始出现在人类的视野中,然而在GaAs技术方面人们却摸索了很长一段时间。经过相当长的一段时间,人们实验观察到与以硅为基础的第一代半导体以及以氮化镓（Ga N）为代表的第三代半导体相比,GaAs更适合应用于无线通信系统网络和智能设备,尤其在小基站和智能手机领域。 本文首先介绍了单片微波集成电路的发展历史,指出了基于GaAs材料的MMIC的兴起历程,并介绍了GaAs材料的优势和特性;详细阐述了放大器的各种指标的定义,给出了放大器的不同分类;介绍了本文项目设计所用到的部分无源器件和有源器件的知识,为后续章节设计功率放大器做好理论上的铺垫。 本文介绍的第一款项目是一个Sub-6GHz的功率放大器,基于In Ga P/GaAs HBT工艺,主要应用于基站。该放大器采用两级放大形式,芯片内加入静电放电防护电路和二次谐波抑制网络,采用自适应偏置电路以增加电路的线性度。仿真结果显示其增益全频带大于31.2dB;输出功率大于28.7dBm;ACPR小于-46.4dBc。 本文介绍的第二款项目是工作在N78频段的驱动放大器,同样基于In Ga P/GaAs HBT工艺,主要应用于小基站、无线中继、TDD/FDD通讯系统等。芯片采用两级放大形式,同时加入了ESD保护,电路输出匹配部分采用片外设计。该芯片经过流片测试,结果显示增益为26.3dB@3.3GHz、26.1dB@3.6GHz;IMD3@Pout=20dBm分别为-40.5@3.3GHz、-41.2dBc@3.6GHz,P1dB大于31.1dBm。

关键词： DNA计算   DNA链置换技术   时序逻辑门   PCR扩增技术   核酸外切酶  

摘要： 在信息时代,数据安全和隐私保护成为了研究的热点,伴随着分子生物学和纳米技术的不断进步,DNA分子以独特的信息编码能力和生物兼容性被广泛研究用于生物计算和信息存储等领域。本研究设计并构建了一种基于DNA时序逻辑电路的三位密码器分子设备,该设备模拟传统密码器的时序工作原理,实现对信息的安全保护以及信息提取的精确控制。 本文首先设计密码器中三个不同的DNA分子逻辑门,每个逻辑门由特定的模块化DNA序列组合构成,由逻辑门组成的逻辑电路通过对不同时间顺序输入的输入链进行响应并输出不同的结果,仅当正确的输入链按时序加入反应池与相应逻辑门触发链置换反应,电路释放出具有特异性的密钥短链,若输入链序列错误或没有按照规定的顺序加入反应池,密钥短链将不会被置换出来,而是保持与逻辑门的结合状态。输出的密钥短链在信息提取时能够与数据池中的目标信息链进行特异性PCR复制扩增,实现对隐藏信息的提取和复制。此外,本研究还探讨了该分子密码器在微流控平台上的自动化操作,利用微流控平台对液滴的精准控制和可编程操作实现了分子密码器生物实验的自动化,通过优化微流控的实验参数和实验手法提高了该分子密码器在微流控平台上的稳定性和响应速度。 为了提高分子密码器的安全性,本文引入了一种安全机制,即在信息提取操作前利用ExonucleaseⅢ对DNA分子电路的计算结果进行处理,在处理过程中未被置换出来的密钥短链会被ExonucleaseⅢ水解且无法再次获取,同时水解反应溶液中不需要的废物链提高信息提取的精度,该机制有效地阻碍了错误密码输入后密钥信息的泄露,确保了密钥短链的隐私性并提高了整个分子密码器系统的安全性和准确性。 该研究不仅展示了DNA在构建复杂逻辑系统方面的可行性,还验证了其在分子信息安全领域的应用潜力。分子密码器设备的提出与构建,为基于DNA的信息安全系统提供了新的设计范式,并为生物计算与计算机信息技术的融合发展开辟了新的道路。未来期望进一步优化该系统,提高其稳定性和响应速度,为实际应用奠定基础。

关键词： PWM   恒压   恒流   弹跳  

摘要： 为提高接触器的智能化和电磁系统的可靠性、适应交直流控制电压的输入特性，采用PWM技术并结合接触器电磁系统的特性及电流闭环控制技术，在接触器吸合之前采用恒压控制电压输出、在吸合过程中采用恒流输出，即使得接触器线圈具有直流启动闭环，直流保持闭环的特点，同时提出在交直流宽范围控制电源电压下交流接触器触头弹跳抑制算法，从而实现抑制触头弹跳。试验结果表明，这一设计具有较强的防电压跌落功能，同时采用触头防弹跳控制方法，使智能交流接触器的宽电压范围内触头弹跳时间明显缩短。

关键词： 嵌入式饱和吸收体垂直腔面发射激光器(VCSEL-SA)   脉冲动力学特性   全光JK触发器   全光计数器  

摘要： 脉冲神经网络(Spiking Neural Network,SNN)可以模拟生物神经元同时对时间和空间信息进行处理,且相比于传统神经网络具有能耗低、运行速率快及并行处理能力强等优势,因此,基于SNN的类脑运算已经成为近些年的热点问题。类脑神经形态计算网络的构建需要大量的逻辑器件。特别的是,JK触发器因可作为SR(Set-Reset)触发器、D(Delay)触发器、T(Toggle)触发器、计数器和寄存器等一些复杂逻辑器件和电路的设计基础而备受关注。然而,传统的JK触发器电路相对复杂,功耗较高,限制了其在大规模集成中的进一步应用。嵌入式饱和吸收体垂直腔面发射激光器(VCSEL-SA)作为一种典型的累计发放神经元模型,具有低成本、低功耗、易于集成到二维/三维阵列和可激发超短脉冲等优点,有望成为神经形态计算网络中理想的逻辑器件。因此,研究基于VCSEL-SA的全光JK触发器对构建未来高速神经形态计算网络具有重要的理论和应用价值。 本文采用修正的Yamada模型,理论研究了外部刺激扰动下VCSEL-SA光子神经元的脉冲动力学特性,分析了扰动信号的强度、持续时间以及扰动信号时间间隔对VCSEL-SA光子神经元spike响应特性的影响,并基于VCSEL-SA激发的spike响应特性实现了全光JK触发器,讨论了注入强度,注入延时以及噪声对全光JK触发器系统的影响。研究结果表明,基于外部扰动下VCSEL-SA激发的脉冲动力学,在适当的偏置电流、注入强度和两个触发信号延时条件下,VCSELSAs可以实现传统JK触发器的所有基本功能,同时该系统对噪声具有良好的鲁棒性。在此基础上,基于VCSEL-SA的全光JK触发器,采用级联的方式设计了二位和四位全光计数器。研究结果可为VCSEL-SA器件在未来超高速神经形态计算系统中的应用提供一定的理论基础和技术支撑。