刊 名:
电子元件与材料
ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS
主 办
国营第715厂
中国电子学会
中国电子元件行业协会
刊 期:月刊
出版地:成都市
语 种:中文
开 本:大16开
刊 号:

ISSN 1001-2028
CN 51-1241/TN
邮发代号:62—36
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综述

  • TiO_2纳米管阵列的阳极氧化法制备及形成机理研究进展

    邱澜鑫;董荣;蔡芳共;张勤勇;

    二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列因其独特的结构和优异的性能而备受关注,在太阳能电池、光电催化降解有机污染物和光解水制氢等领域获得广泛应用。然而,与TiO_2纳米管阵列的制备和应用方面的研究相比,对其形成机理的研究相对较少,目前尚无一种模型或机理能够完美解释有序纳米管阵列结构的形成。本文首先回顾了近年来阳极氧化法在金属Ti基底上原位生成TiO_2纳米管阵列所用电解液的发展趋势,并重点综述了TiO_2纳米管阵列的几种生长机理,如场致溶解理论、黏性流动模型、两电流模型和氧气气泡模具效应。分析表明,结合现有的几种生长机理能较全面地解释TiO_2纳米管阵列的形成过程。"氧气气泡模具"为TiO_2纳米管的形成提供最初的孔核,阻挡层氧化物受"氧气气泡模具"阻挡而致其"从下向上"黏性流动生长,最终形成垂直有序纳米管阵列结构,而两电流模型进一步定量解释了阳极氧化过程中TiO_2纳米管阵列的形成。

    2019年11期 v.38;No.333 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 3925K]
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研究与试制

  • 基于铁电薄膜的Al/PVDF/SiO_2/n-Si结构的负电容效应研究

    麦满芳;朱传云;李矩明;马信洲;

    采用旋涂法制备了基于铁电聚合物薄膜的Al/PVDF/SiO_2/n-Si(MFIS)结构。通过测量MFIS结构的电容-频率特性和电容-电压特性,观察到负电容效应。测量频率越低,正向偏压越大,负电容效应越显著。在时域中,施加脉冲电压,出现瞬态电流随时间增大的电感现象。研究结果表明,MFIS结构中的负电容效应是一种电感现象。构建能带图分析MFIS结构中负电容效应的产生原因,是由于大量电子注入到界面中被捕获使得电流的相位落后于电压导致。基于铁电薄膜的负电容MFIS结构有望应用于低功耗器件中。

    2019年11期 v.38;No.333 10-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
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  • Ce-N共掺锐钛矿TiO_2(001)取向电子结构和光学性质

    董明慧;苑光明;王学文;刘恩超;张彩丽;

    采用第一性原理研究了Ce和N共掺杂锐钛矿TiO_2的稳定性、电子结构和光学性质。结果表明在锐钛矿TiO_2中Ce倾向于间隙掺杂,而N更倾向于O替位掺杂;Ce单掺杂和Ce-N共掺杂都能使TiO_2带隙宽度减小,同时N原子还能在价带顶引入浅受主能级,有利于可见光的吸收和阻止光生载流子-空穴复合;Ce单掺杂和Ce-N共掺杂锐钛矿TiO_2(001)取向都满足光催化制氢条件,因此都具有良好的光催化特性。综合分析带边位置和吸收光谱发现Ce-N共掺杂能有效提高锐钛矿TiO_2(001)取向的光催化制氢能力。

    2019年11期 v.38;No.333 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 7460K]
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  • 基于PANI/Au/Al_2O_3的丙酮气体传感器选择性及感测机理研究

    刘文龙;晏宸然;周衡刚;吴孟强;杜景顺;

    以PANI为敏感材料,采用电聚合法制备PANI/Au/Al_2O_3电极,组装成感测系统,并以干燥的N_2为背景气体,对23~1189 ppm浓度范围的丙酮气体进行感测。分别添加O_2、CO_2、NH_3、水蒸气作为干扰气体进行选择性实验。结果表明,当以O_2或CO_2作为干扰气体时,该气体传感器的灵敏度均有所降低,但混合气体中丙酮的浓度与感测电极的电阻变化率仍具有良好的线性关系;当加入水蒸气(30%RH)或4 ppm氨气时,该丙酮气体传感器的电阻变化率分别稳定在5%和4%左右基本不变,不随丙酮气体浓度的改变而改变,说明该传感器受水分和氨气的干扰非常大。最后分别对PANI与丙酮、CO_2、NH_3、水蒸气进行反应的机理进行了分析。

    2019年11期 v.38;No.333 21-24+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1976K]
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  • 基于LTCC垂直螺旋式电感的研究

    张博;梁婷婷;

    采用低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)建立多层垂直螺旋式电感模型,系统研究了如何在保证垂直螺旋式电感体积优势的条件下提高电感的Q值;通过集总参数等效,实现垂直螺旋式电感模型感值及Q值的准确提取。在垂直螺旋式电感感值为12 nH的条件下,详细分析了金属线宽、金属线圈层数及金属线圈离地距离对电感Q值的影响。最终将垂直螺旋式电感的Q值由原来的32提高到70以上,实现了多层垂直螺旋式电感Q值的提高。

    2019年11期 v.38;No.333 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
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  • 功率晶体管直流增益温度变化率的研究及埋层结构优化

    张华杰;

    利用TCAD半导体器件仿真软件,依据NPN型大功率晶体管电参数指标要求,针对直流增益及其高、低温变化率进行了研究。为拓宽满足直流增益要求的结构参数范围并改善直流增益高、低温变化率,提出一种新型带P~+埋层的高反压大功率晶体管结构。仿真结果表明:通过对P~+埋层掺杂浓度和厚度进行优化,可有效折中直流增益和集电极-发射极击穿电压的矛盾关系,使得发射区、基区结构参数在较大范围内满足直流增益指标要求,增大了工艺裕量。P~+埋层的存在,可针对满足直流增益及其高、低温变化率的要求来调整发射区、基区结构参数。

    2019年11期 v.38;No.333 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 6185K]
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  • 一种带有Trimming电路的G_m-C带通滤波器的设计

    杨伊琳;冯全源;

    针对红外接收芯片中带通滤波器的功能要求,在G_m-C二阶带通滤波器架构的基础上,设计了引入非平衡差分对的跨导运算放大器、驱动外部负载的缓冲器、修调电路以及外部中心频率调整电路。该G_m-C二阶带通滤波器的中心频率、通带增益、带宽均正交可调。电路采用0.25μm标准CMOS工艺设计,然后使用Hspice软件对整体电路进行了仿真验证。仿真结果显示:该带通滤波器的中心频率为36.3 kHz,带通增益为23.2 dB,带宽为5.8 kHz,品质因数为5.3。该电路结构简单、容易集成,可广泛应用于红外遥控接收系统中。

    2019年11期 v.38;No.333 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 3563K]
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  • 基于T型枝节加载SIR的双频微带滤波器的设计

    严冬;杭锐;王平;陈俊宇;杜培勋;

    针对当前通信系统需要滤波器支持多频段、小型化和高性能等要求,提出了一种基于T型枝节加载SIR的频率独立可控双频微带滤波器结构。针对该谐振器,利用提出的特殊电耦合结构实现滤波器的小型化,并引入零度馈电结构构造传输零点来改善阻带抑制,最终得到覆盖WLAN 2.4 GHz和WLAN 5.2 GHz两个频段且占用尺寸仅为16.5 mm×21.7 mm的双频微带带通滤波器。由仿真结果显示,两个通带的中心频率分别为2.45 GHz和5.2 GHz,带内最小插入损耗分别为0.35 dB和0.47 dB,带内最小回波损耗分别为-44 dB和-34.8 dB,3 dB相对带宽分别为28.9%和11.3%,阻带抑制也因引入三个传输零点而大大改善。该滤波器结构整体尺寸小、插损低、频带宽且带外抑制特性好,具有一定的实际应用价值。

    2019年11期 v.38;No.333 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1923K]
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  • 基于非谐振节点的基片集成波导滤波器设计

    汪洋;余超;毛晓炜;郭瑜;

    针对微波滤波器小型化和高性能的应用要求,基于非谐振节点技术,提出了一种高选择性的双模基片集成波导带通滤波器。非谐振节点通过带线谐振器实现,可以在源负载之间引入额外的信号传输路径,与传统的双模基片集成波导滤波器相比,该滤波器可以引入额外的传输零点,从而提高滤波器的选择性和带外抑制。此外,带线谐振器嵌入基片集成波导谐振腔的内部,不占据额外的电路面积,使其结构更加紧凑。最后,设计并加工了一款工作频率为28 GHz,相对带宽为1.6%的高选择性带通滤波器。测试结果与仿真结果相一致,表明了所提出设计方法的可行性。

    2019年11期 v.38;No.333 49-52+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2836K]
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  • 一种Ka波段宽带折合式平面反射阵天线设计与实现

    张永鑫;朱熙铖;叶颖;

    基于反射面天线技术提出了一种工作于Ka波段的宽带折合式平面反射阵天线(Folded Reflectarray Antenna,FRA)。该天线的主、副反射面均采用平面反射面的设计方案,基于双层贴片单元结构设计并实现了主反射面,并通过尺寸变换型单元来实现相位补偿、极化扭转以及大通带特性,副反射面采用双层极化栅来实现对单一极化波的透射。利用电磁仿真软件Ansys HFSS与CST MWS对天线结构进行分析设计,并加工出实物。仿真与实测结果表明,该天线3 dB增益带宽达到了20%,波束宽度在6°以内,在33~40 GHz的通带范围内,天线实测增益达到了26 dBi以上。

    2019年11期 v.38;No.333 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 11731K]
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  • 智能终端设备低成本NFC天线设计方法

    李维佳;梁迪飞;张国瑞;周阳;刘彦宁;邓龙江;

    近场通信(Near Field Communication,NFC)系统通信频率为13.56 MHz,采用近场磁耦合方式进行信号传输,具有通信距离近、安全度高等特点,广泛应用在银联、公交、门禁等领域。随着NFC技术的发展,越来越多的智能终端设备中配备了NFC系统。由于NFC系统工作频率低,NFC天线面积较大,天线尺寸通常为30 mm×40 mm,而且配置磁性基板用于金属环境使用,这使NFC天线制造成本较高,不利于NFC系统应用。本文通过空间磁场分布理论计算,采用分布式磁性基板设计,大幅降低磁性基板使用面积,并通过NFC天线结构设计,提高天线磁场辐射性能。仿真与实验证明,该设计方法使NFC天线磁性基板使用面积下降约40%,且天线辐射能力增强。在提升天线性能的同时,有效降低天线成本。

    2019年11期 v.38;No.333 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2704K]
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  • 基于三频应用的混合谐振器天线设计

    周建梅;孙燕斌;任仪;

    提出了一种新的适用于三频应用的混合谐振器天线。该天线辐射结构采用H型金属辐射片并加载矩形介质谐振器,形成混合型谐振器。同时提出一种新的混合馈电方式,使得介质谐振器产生双高阶模,最终形成可工作于三频段的混合型天线。经过优化设计,天线工作频率为1.45~1.63 GHz,3.62~4.1 GHz和4.55~5.86 GHz,其相对带宽分别为11.6%,12.4%和25.2%,天线实测结果表明了该设计的有效性。

    2019年11期 v.38;No.333 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 6438K]
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  • 基于SP馈电网络的超宽带圆极化天线设计

    苗倩;陈明;董成杰;王开开;

    提出了一种基于顺序相移(SP)馈电网络的宽轴比圆极化微带阵列天线。该天线通过将四个相同的圆形贴片辐射器连接在SP馈电网络的输出端,形成2×2微带阵列天线以实现圆极化性能。为保持馈电网络的紧凑性和圆形贴片辐射器的宽带特性,设计了一种不规则局部接地的方法。为获得天线的定向辐射并提高增益,在介质基板下方7.4 mm处设置一金属反射板。经过HFSS仿真软件优化分析,所提出天线的总尺寸为65 mm×65 mm×8 mm,小于-10 dB阻抗带宽为5~8.6 GHz(52%),3 dB轴比带宽为5.72~8.16 GHz(35%),在圆极化工作频率范围内增益可达10~12 dB。对所提出天线进行实物加工与测试,测试结果和仿真结果较吻合。

    2019年11期 v.38;No.333 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 6332K]
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  • 类Sierpinski分形天线的分析与设计

    唐震;汪立新;汤天宇;

    提出了一款应用于L波段的类Sierpinski分形圆极化微带天线。该天线采用类Sierpinski分形结构和π型枝节技术,延长表面辐射电流路径,降低天线的谐振频率,实现天线小型化。天线工作在1.48 GHz的中心频率下,具有良好的圆极化性能。通过仿真分析与模型优化,天线最终尺寸为56 mm×56 mm×1.6 mm,工作频率为1.46~1.50 GHz,天线的-10 dB阻抗相对带宽为2.7%,3 dB轴比相对带宽可达0.4%,最大增益可达1.9 dB。

    2019年11期 v.38;No.333 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 5513K]
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  • 宽带平面聚焦超表面及高增益天线应用

    李聪;陈明;王开开;邢琼;

    针对现有的聚焦超表面存在介质层数多、带宽窄的问题,提出了一种基于双层介质的宽带聚焦超表面,该超表面包含两层正交的金属栅格和一层金属箭头贴片,以此实现极化旋转功能,可在较宽的频带内提高天线增益。在9~12 GHz的频带范围内,使用一个F形微带贴片天线作为馈源,验证了提出的平面透镜的宽带波束聚焦能力。仿真结果表明,当加入聚焦超表面后,天线增益在11 GHz处达到最大值18.4 dB,在工作带宽内馈源天线的增益提高了8.95~11.04 dB。由于结构简单、频带宽,设计的聚焦超表面在控制电磁波和设计高增益天线方面有很大的应用潜力。

    2019年11期 v.38;No.333 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 4818K]
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  • 基于超材料馈电网络的全向双极化天线阵设计

    郝静宇;栾秀珍;任玉杰;

    为了减小对天线阵辐射特性的影响,提出并设计了一种平行平板传输线结构的超材料串联馈电网络,基于超材料传输线设计了零相移传输线,利用零相移传输线设计了串联馈电网络。基于该馈电网络设计了一种全向水平/垂直双极化4元天线阵。天线阵由4个全向双极化天线单元和2个超材料串联馈电网络组成。全向双极化天线单元由折顶偶极子天线和缝隙电容加载的零相移圆环天线构成。利用HFSS仿真软件对该天馈系统进行了仿真,结果表明,该天线阵的中心工作频率为3.5 GHz,最大增益为7 dB,交叉极化电平小于-35 dB,隔离度大于40 dB,不圆度小于±1.2 dB,满足5G通信对基站天线和多入多出天线的要求。

    2019年11期 v.38;No.333 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 5062K]
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