- 邱娟;周国云;何为;杨猛;张彬彬;
形状规则的金属纳米粒子具有特殊的性能,在微电子、催化、信息存储、生物标记、传感、光吸收和光电转换等方面得到广泛应用。设计开发出有效的方法制备出单分散的、具有规则形状和可控尺寸的金属纳米结构是当前领域的研究热点。采用多元醇还原法在液相中制备出了立方体产率高、尺寸均一的单分散性纳米立方银粒子。通过调整PVP和NaHS的浓度、反应温度和时间,探究其对纳米立方银产物的尺寸和形貌的影响。利用纳米立方银颗粒的自组装特性,可以实现纳米立方银颗粒的紧密排列。经焊接后形成的接头界面间结合良好,孔隙率约为10%,剪切强度为25 MPa。
2021年11期 v.40;No.357 1060-1066页 [查看摘要][在线阅读][下载 2535K] [下载次数：233 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：19 ] - 尹子豪;韩泽祖;赵晔航;徐友龙;
相关研究表明基于铝粉增材制造的烧结式电解电容器阳极箔的理论比容量相比传统腐蚀箔有大幅提升,有望在未来得到普遍应用,但目前铝粉烧结工艺仍有待完善。石墨烯作为二维材料具有超高比表面积的特性,在烧结过程中加入石墨烯有利于铝粉间的接触,从而改善铝粉烧结性能,因此石墨烯在烧结箔领域具有极大的潜在应用价值。分别对铝粉和石墨烯在NMP分散液中的Zeta电位进行了研究,表明二者由于存在较大的电位差且电位相反,因此在铝粉烧结箔的制浆过程中,将石墨烯分散液加入铝粉浆料,可以实现石墨烯对铝粉的均匀包覆;进一步研究了不同石墨烯包覆量对铝粉烧结箔性能的影响,结果表明,设计的制备流程可以使石墨烯与铝粉之间形成良好复合,在质量分数为1.34‰的石墨烯包覆量条件下,阳极箔的CV积提升了17.23%,损耗角正切值降低了5.56%,证明适量石墨烯的添加有利于烧结箔的性能改善。
2021年11期 v.40;No.357 1067-1071页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K] [下载次数：271 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：22 ] - 王成江;祝梦雅;张婧;张扬;郭鸣锐;曾洪平;
热电材料是一种可以实现热电转换的功能材料,目前低热电转换效率严重阻碍了热电材料的广泛应用。从微观结构入手,研究热电材料的共性特征和热应变规律是提高热电转换效率和探索新型高效热电材料的突破口。以合金型热电材料为基础,运用分子模拟技术分析合金型热电材料的能带结构和态密度、声子速度和载流子相对质量,并通过与非热电材料相应指标计算值的对比,得出二者之间相对关系以及高性能热电材料建议参数,并分析这些微观特征的热应变规律。结果表明:高优值热电材料的载流子相对质量是非热电材料的15倍,非热电材料能隙最小值是高优值热电材料的20倍,声子速度最小值是高优值热电材料的4倍;每种高优值热电材料都有最优温度区间,体现为态密度峰值高和载流子相对质量上升幅度大;同样的,高优值热电材料也有最佳温度值,在此温度值下态密度峰值和载流子相对质量可达到峰值。
2021年11期 v.40;No.357 1072-1081页 [查看摘要][在线阅读][下载 2104K] [下载次数：480 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：38 ] - 陈晓茜;李自强;罗天勇;
为了推进光敏微晶玻璃的器件化应用,需要开发一种对其结晶过程和结晶性能进行无损监测表征的方法。因此,针对Li_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系光敏微晶玻璃在不同曝光时间后的各工艺阶段的特征阻抗谱进行了比较研究。研究结果发现,其样品曝光成核后的特征阻抗谱呈现为容抗弧和Warburg阻抗,结晶后则出现了与未曝光的光敏玻璃和普通石英玻璃所不同的双容抗弧,且其极化电阻与其曝光时间、温度和结晶程度呈负相关。研究表明光敏微晶玻璃在曝光热处理过程中呈现的特征交流阻抗谱信息,可以与其微晶化过程相对应,交流阻抗谱法有望应用于光敏玻璃微晶化工艺流程的无损智能监测。
2021年11期 v.40;No.357 1082-1087页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：14 ] - 邢正维;梁迪飞;刘川;刘倩;李健骁;
提高吸波带宽、减小厚度是新型吸波材料研究的重要内容。多层吸波材料通过各组分性能互补,可以在很大程度上拓宽吸波带宽。为了优化出更好的结果,对遗传算法进行了改进。基于优化的目标带宽和最小反射损耗定义了适应度函数,可以更好地评估个体,反映优化需求。引入总厚度和带宽均衡措施,能在一定范围内减小设计总厚度。采用了动态编码、精英选择策略和种群多样性评估技术,增加了遗传算法的寻优能力。采用不同的吸收剂电磁参数作为优化数据库,基于改进的遗传算法进行多层优化设计。多层优化设计结果的-10 dB反射损耗带宽为2～18 GHz,相比同厚度的单一材料拓展了吸波带宽。通过分析优化结果得到的结论对多层设计的后续研究也有一定的指导意义。
2021年11期 v.40;No.357 1088-1094页 [查看摘要][在线阅读][下载 571K] [下载次数：413 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：23 ] - 刘维红;陈元;黄倩;
平面螺旋电感作为射频微波电路的重要基础元器件,在电路中发挥着储能、滤波和阻抗匹配等关键作用,因此设计符合小体积高性能要求的平面螺旋电感显得尤为重要。基于液晶聚合物(LCP)基板制作了一系列平面螺旋电感,建立了适用于LCP基板的平面螺旋电感集总参数等效电路模型。系统研究了线圈匝数、金属线宽和线圈形状变化对电感有效值、品质因数(Q值)和自谐振频率的影响规律,并且通过在电感接地面引入缺陷地结构,减小了接地面对电感磁通量的束缚,从而在保持自谐振频率基本不变的情况下,使电感有效值和品质因数得到显著提高,因此缺陷地结构对减小电感体积和性能提升具有重大意义。
2021年11期 v.40;No.357 1095-1100+1106页 [查看摘要][在线阅读][下载 433K] [下载次数：261 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 张博;贺城峰;吴昊谦;
采用0.5μm GaAs E-pHEMT工艺设计了一种0.1～6 GHz的高线性度射频放大器。结合达林顿电路与共源共栅电路结构,提出了一种新型放大器电路结构,以提高增益平坦度和扩展带宽。同时,针对线性度较低的问题,在有源反馈偏置电路中采用了并联反馈电容的方法来抑制谐波分量的影响,从而提高放大器的线性度。仿真结果显示:在放大器的工作频段内,小信号增益为22.5 dB,增益平坦度为±0.5 dB,噪声系数小于1.7 dB。在频率为4.2 GHz处OIP3可达48 dBm, 0.8 GHz处P_(1dB)可达21.4 dBm。版图尺寸为0.85 mm×0.85 mm。
2021年11期 v.40;No.357 1101-1106页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K] [下载次数：316 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：19 ] - 李国金;徐家富;南敬昌;
为了解决功率放大器调试工作复杂的问题以及提高其效率,选用型号为CGH40010F的GaN HEMT晶体管,设计了一款E类功率放大器,利用电容和微带线进行匹配,并在漏极偏置加入一个T型L-C电路消除输出电容对最大工作频率的限制。提高了其灵活性的同时,也提升了它在高频时的效率。在ADS软件中进行设计并仿真,根据市场需求最终选定频率为2.1 GHz,所得到的最大效率为73.5%,输出功率值为40 dBm。经过实测,最大效率为70.8%,在此情况下获得的输出功率值为39.5 dBm。并与近几年的E类功放性能进行比较,很明显在保证了高频率的前提下拥有更先进的性能,说明了实验的方法是可行的,此外,设计的E类功率放大器有着更加灵活的优势。
2021年11期 v.40;No.357 1107-1111页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K] [下载次数：398 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：16 ] - 刘米丰;任卫朋;赵越;陈韬;王盈莹;
提出了一种应用于高功率微波组件的集成无源电容式高硅铝合金基芯片载体技术。首先,利用化学机械抛光、磁控溅射和阳极氧化技术,在高硅铝合金衬底上制备出基于Ta_2O_5-Al_2O_3混合介质层的薄膜电容,比容量测试结果约为7μF/mm~2。然后,在薄膜电容制备工艺基础上,结合光刻、刻蚀和图形电镀等技术,在高硅铝合金圆片表面同时加工出薄膜电容、电源导线以及共晶焊接膜层等结构,从而完成一体化集成功率芯片载体制备。最后,开展了芯片载体在微波发射组件中的应用验证,发射功率测试结果为9.8 W(通道1#)/9.6 W(通道2#),杂散抑制测试结果为-76.24 dB(通道1#)/-75.09 dB(通道2#),均满足组件设计指标要求。
2021年11期 v.40;No.357 1112-1117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K] [下载次数：105 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：20 ] - 马姗姗;唐威;刘伟;
为满足多负载供电应用下大电流输出与快速瞬态响应要求,同时降低外围组件的成本,提出一种具有300 mA电流输出能力的、无片外电容型低压差线性稳压器(LDO)。采用主极点频率补偿技术,将主极点位置移至稳压器内部,克服了传统LDO的频率稳定性对片外电容的依赖。稳压环路采用了双环路控制结构,即由四级放大电路构成的高增益主环路,保证了输出电压的精度要求;由高速共栅放大电路构成的快速瞬态响应环路,实现了对输出电压的快速响应。电路基于5 V 0.35μm CMOS工艺设计并流片。仿真及测试结果表明,负载电流为0～300 mA、输出电容0～100 nF的条件下,输出稳定无自激振荡;在无外接电容的情况下,当负载在1μs内从0 mA到300 mA之间跳变时,下冲与上冲电压仅分别为67 mV和72.5 mV。
2021年11期 v.40;No.357 1118-1122页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K] [下载次数：438 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：16 ] - 张博;王好博;
为了提高频率综合器的性能,基于源极耦合逻辑(Source Coupled Logic)电路设计了一种集成4/5分和8/9分的异步预分频器。通过分析SCL电路结构的工作原理和触发器的不同电路结构,在不降低电路工作频率和不增大电路功耗的前提下,利用模式控制电路和传输门将4/5分频器和8/9分频器集成在一个电路中,拓宽了分频器的输出分频范围。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,利用Cadence Spectre工具进行仿真。该预分频器在电源电压为1.8 V,尾电流源为50μA的条件下,电路最高工作频率可达8 GHz,功耗仅为6 mW。
2021年11期 v.40;No.357 1123-1128+1134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 张友俊;彭姚;
基于梳状型枝节加载谐振器(SLR),设计了一款新型的通带可控、插损较低、带内外性能较好的四通带滤波器。改变内部耦合间隙及外部微带耦合线长度可以调节通带带宽,改变滤波器对应的谐振路径可以调控各通带的中心频率。采用耦合线内折结构和路径复用的方式,使得滤波器满足小型化的要求。经仿真分析,四个通带中心频率分别为1.55,2.44,3.18和4.41 GHz,对应的插入损耗分别为0.35,0.34,1.53和1.1 dB,回波损耗皆优于17.8 dB。仿真结果与理论分析一致。
2021年11期 v.40;No.357 1129-1134页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：13 ] - 刘宝衡;付天晖;王永斌;
在超低频通信过程中,接收端接收的信号是非常微弱的低频信号,这对滤波器的性能要求较高。针对这一需求设计了带宽较窄、中心频率低的带通滤波器。通过对无限增益多路反馈型(MFB型)和压控电压源型(Sallen-Key型)两种常见的有源滤波器传递函数和滤波特性进行对比和分析,设计了一种基于巴特沃斯型的八阶超低频MFB型带通滤波器,并使用Multisim14对设计的滤波器进行了特性分析。仿真结果表明,设计的超低频带通滤波器中心频率为100 Hz,带宽为10 Hz,增益为4,且在最坏情况下滤波性能良好,达到了超低频通信对滤波器的性能要求,满足了实际需要。
2021年11期 v.40;No.357 1135-1139页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K] [下载次数：926 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：18 ] - 刘维红;宋维勇;穆林;
为了满足滤波器小型化、低插损的要求,基于圆形半模空气隙填充基片集成波导(HMSAFSIW)谐振腔结构,设计并实现了一款带通滤波器。通过加载金属通孔、径向槽线可以灵活调节滤波器中心频率。研究发现,在TM_(010)电场处加载金属通孔,谐振频率从8.2 GHz增加到9.7 GHz,当金属通孔直径从0.05 mm增加到0.2 mm, TM_(010)谐振频率从9.7 GHz增加到10 GHz。在TM_(110)电场中心处加载径向槽线,其谐振频率随着槽线长度的增加向低频移动,当槽线长度从3 mm增加到6 mm, TM_(110)谐振频率从12 GHz降到10.6 GHz。利用双面覆铜LCP基板进行了滤波器的加工,并进行了实物测试。测试结果显示,滤波器的中心频率为9.4 GHz,带宽为1.3 GHz,插入损耗为-2.6 dB,回波损耗优于-18 dB,在12～15.6 GHz较宽的范围内,阻带带外抑制大于20 dB。
2021年11期 v.40;No.357 1140-1144页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K] [下载次数：191 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：23 ] - 高成;高然;黄姣英;何明瑞;
国产GPU的研制生产尚处于不成熟阶段,因此存在很多问题,尤以焊点热疲劳和随机振动疲劳为主。通过构建国产GP101单板的板级仿真模型,分别在热载荷和随机振动载荷下对GP101芯片上焊点进行可靠性分析。首先,结合已有的数据和资料,对板级模型进行合理的简化,并借助SolidWorks建立装配体模型。之后在ANSYS Workbench中进行有限元分析,对GP101单板分别施加热载荷和随机振动载荷,研究GP101芯片上焊点的应力应变分布情况,并以此确定危险焊点位置,完成危险焊点的寿命预测。本文给出了GP101单板分别在两种载荷下的可靠性评估,并可为其他器件的板级建模和板级仿真提供参考和借鉴。
2021年11期 v.40;No.357 1145-1150+1158页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K] [下载次数：299 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：59 ] - 张阳;王维民;张杨;
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为轨道交通行业应用最核心的控制元器件,其工作时受到的波动的热载荷与机械载荷是其发生高周疲劳失效的重要因素。为研究电-热-固耦合作用对模块固有特性和疲劳寿命的影响,对某种型号IGBT随机振动疲劳寿命评估方法进行了探究。通过电-热-固耦合仿真的方法得到常温及高温工况下的温度场及热应力分布,使用nCode Designlife疲劳分析软件对常温下以及高温热应力下的频率响应分析结果进行振动疲劳分析。研究结果表明,与常温下结构固有模态相比,在高温作用下材料热力学参数变化以及热环境使结构模态频率降低,分析对比考虑热应力分布与常温时的振动疲劳寿命结果,考虑热应力时的模块疲劳寿命显著降低。
2021年11期 v.40;No.357 1151-1158页 [查看摘要][在线阅读][下载 896K] [下载次数：417 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：24 ]