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关键词： 开关电阻   调制   放大电路   Proteus  

摘要： 提出了一种基于电阻开关调制方法的衰减/放大电路实现方法。开关电阻支路中开关和电阻采用串联或并联连接方式,控制开关的闭合、断开频率,可以改变开关电阻支路的等效电阻。给出了开关电阻支路等效电阻的计算方法。结合衰减/放大电路的应用,讨论了电路放大倍数连续可调的衰减/放大电路设计方法。为测试衰减/放大电路的特性,采用Proteus软件对电路进行了仿真分析,结果表明,所设计电路与理论分析吻合。

关键词： 产教融合   人才培养模式   集成电路专业   卓越工程师  

摘要： 集成电路是国家核心竞争力的关键领域,该专业人才培养对国家科技实力和经济发展具有重要战略意义。在“卓越工程师教育培养计划”、新工科建设等推动下,我国集成电路专业卓越工程师教育培养不断迭代升级,为行业输送了大批专业人才。但目前,集成电路领域仍面临严峻的核心技术和人才短缺问题,高校培养体系与企业实际需求存在明显错位,产教融合的紧迫性日益凸显。从产教融合视角看,集成电路专业卓越工程师培养中存在的主要问题表现为课程体系偏重理论、校企导师协同不够、教学实训真平台不足、研究选题学校主导偏多、多元评价标准欠缺。要解决这些问题,必须深化产教融合,创新卓越工程师培养模式。集成电路专业卓越工程师培养模式“V模型”系统架构以高校与企业协同为核心,从课程体系、师资队伍、实训条件、课题研究和学位评价等方面重塑人才培养从“入口”到“出口”的全过程,可实现人才培养全链条的产教深度融合,有利于培养出大批具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的卓越工程师。

关键词： 产教融合   集成电路   虚拟仿真实训中心   建设成效  

摘要： 教育部等九部门印发的《职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)》中明确指出,要深化职业教育产教融合,同时引导职业学校提升信息化基础能力,推动信息技术与教育教学深度融合。我校软件技术专业群以先前的建设成果为坚实基础,积极与企业开展深度合作。专业群对当前形势进行了全面深入的研究,细致梳理了虚拟仿真实训中心的建设目标与思路,进而全面系统地开展集成电路虚拟仿真实训中心的建设工作。该实训中心的建设主要涵盖集成电路虚拟仿真系统和集成电路测试开发系统这两部分内容。通过建设集成电路虚拟仿真实训中心,在提升人才培养质量、提高师资队伍水平以及拓展产教融合路径等方面均取得了显著成效。

关键词： 纳米真空沟道晶体管   电学特性   高频小信号等效电路  

摘要： 在后摩尔时代,传统固态电子器件面临着由于尺寸压缩而触及物理极限的挑战。而与固态器件工作机制截然不同的纳米真空沟道晶体管(NVCTs),成为新一代最具潜力的电子器件之一,其低功耗、高可靠性的特性,引起了研究者的广泛关注。由于单阴极结构的NVCTs通常表现出较小的工作电流,将其扩展为阵列结构是一种有效提高工作电流的方式。本文基于背栅型晶体管结构设计,提出了一种背栅型纳米真空沟道晶体管阵列,并深入研究了其电学特性;具体探讨了阴极阵列中发射尖端间距对发射特性的影响,以及栅极介质层厚度和材料(特别是高k材料)等潜在因素对其电学特性的影响。并提出了两种基于纳米真空沟道晶体管阵列的高频小信号等效电路模型:共阴极高频小信号等效电路和共栅极高频小信号等效电路。这些研究为纳米真空沟道晶体管在新一代电子器件中的应用提供了新的思路和参考。

关键词： 热电制冷   高精度温度控制   动态直流偏置   双路温度补偿  

摘要： 热电制冷(thermometric cooler,TEC)高精度温控技术广泛应用于精密半导体光电器件领域,其控制精度对器件稳定运行至关重要.然而,传统比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)控制算法在毫开尔文级别的高精度温控应用中易出现超调与振荡现象,难以满足应用需求.本文深入分析TEC内部的电热耦合与热传导机制,构建并验证了精确的TEC等效电路模型.在此基础上,提出了一种带动态直流偏置的自适应PID高精度温控算法,算法通过实时计算温控误差及输出电流均值,动态调整PID控制输出,有效地抑制环境温度扰动引起的温控误差,提高了温控系统的稳定性.通过仿真分析验证了算法的高精度温控特性,并且创新性地引入双路温度检测与补偿机制,进一步提升了温控性能.算法对PID参数具有较强鲁棒性,核心逻辑简洁高效,硬件实现复杂度低,在工程实际中具有广泛适用性和良好的推广价值.

关键词： 超声波电源   兆赫兹   空心变压器   阻抗匹配  

摘要： 以兆赫兹超声波换能器为研究对象,提出一种基于空心变压器的超声波换能器匹配电路设计。该匹配电路利用空心变压器等效励磁电感在谐振频率下与换能器进行阻抗匹配,从而使负载网络近似弱感性,使电压相位略超前于电流相位,实现逆变电路开关管零电压开通,减小无功损耗。分析相同匝数的Litz线与漆包线的阻抗特性,并对比了不同绕组材料对空心变压器高频损耗的影响。通过仿真分析与实验,搭建一台1 MHz超声波换能器驱动样机,实现在额定频率下超声波换能器的驱动波形正弦度高,电压峰峰值达到221.7 V,瞬时功率达到1288.7 W。证明了所设计的超声波换能器匹配电路的可行性,解决了兆赫兹频率下超声波换能器驱动研制和阻抗匹配设计困难的问题。

关键词： 黄疸检测   LED   爆闪   雪崩三极管   可控硅  

摘要： 目的黄疸检测仪是一种用于新生儿黄疸症状测量的精密光电检测仪器,光源发光信号强度大小是决定黄疸检测仪光电检测信号信噪比与测量精度的关键前提因素。为满足利用LED光源研制具有高信噪比、高测量精度微型黄疸检测仪的需要,以设计开发具有可控、高发光信号强度的LED光源驱动电路为目的,对用于黄疸检测仪的LED可控爆闪驱动电路与发光特性进行相关技术研究。方法首先,基于传统雪崩三极管脉冲电路原理可设计实现的LED光源脉冲频闪电路,引入可控硅、P型MOS开关管等电路控制器件,结合MCU芯片控制,设计用于LED可控爆闪发光的应用电路和电路时序驱动程序;其次,通过改变爆闪电路中的放电电容、驱动电压等技术特性参数,对LED光源在不同放电电容容值、驱动电压条件下的发光特性进行参数优化实验研究。结果结果表明,在爆闪电路雪崩三极管放电电容为100μF,LED发光驱动放电电容为330μF、电路驱动电压18 V条件下,LED光源发光信号强度峰值可达12 V,为正常恒压驱动条件下的12倍以上。结论设计的LED光源可控爆闪驱动电路可使LED的瞬时发光信号强度得到极大提升,这将为研制开发具有高光电信号强度、高信噪比的黄疸检测仪提供有力技术支撑。

关键词： 电路   内涵之美   双语教学   课程思政  

摘要： “电路”课程是电类学科的专业基础课程和入门课程。对“电路”课程中的名词包括基本概念、定律定理、电路元件等的内涵之美与逻辑之美进行了研究。旨在传授科学技术知识的同时,使学生感受“电路”课程蕴含的美感,领略“电路”课程的魅力,以加强理解,融会贯通,促进学习,同时,为“电路”课程思政的建设提供参考。

关键词： CMOS图像传感器   读出电路   总剂量辐射效应   阈值电压   漏电流  

摘要： 目前,针对CMOS图像传感器辐照损伤效应的仿真模拟研究相对较少,且大多集中在4T像素单元的仿真。本文基于器件级、电路级的多层级仿真手段,通过修改阈值电压和漏电流特性参数,构建了典型CMOS图像传感器读出电路总剂量辐射效应仿真模型。其中读出电路包括相关双采样电路(correlated double sampling,CDS)、运算放大器(Amplifier)、减法器电路(Subtractor)以及模拟数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)等核心电路。基于该仿真模型,从成像质量方面研究了总剂量辐射效应,仿真给出了不同辐射环境参数下读出电路有效感光电信号的变化。研究发现,随着总剂量的增大,像素单元有效感光电信号减小,在成像质量方面表现为亮度降低、暗信号增大,这一仿真结果与实验观测结果一致,初步分析是由于ADC电路中的斜坡发生器的斜率增大导致。在200 krad剂量条件下,由于ADC电路中的计数器意外翻转甚至中断,使得读出电路无有效信号输出,功能完全故障。本文的研究结果可为考量或评估整体CMOS图像传感器的总剂量辐射效应提供借鉴和参考。

关键词： 麻雀搜索算法   反向传播神经网络   特征提取   故障诊断  

摘要： 为了解决使用反向传播(BP)神经网络对模拟电路进行故障诊断时不能有效分类的问题,提出采用改进麻雀搜索算法(ISSA)对BP神经网络寻优的诊断方法。利用变分模态分解(VMD)对模拟电路输出响应进行特征提取;由麻雀搜索算法融入Tent混沌扰动和高斯变异的方法对BP神经网络参数寻优,构造VMD-ISSA-BP诊断模型;实验电路选取四运放高通滤波电路,该诊断方法相较于BP神经网络具有更高的诊断精度。