- 林柏林;刘俊逸;
先进光电材料的开发对于电子元件与材料相关产业的升级具有重要意义。通过磁控溅射法合成了由Mg-Al-Ga∶ZnO层和金属Cu层组成的“三明治”式复合结构的薄膜材料。对合成的光电材料进行了系统表征，结果表明该薄膜材料具有晶粒分布均匀、表面结构平整致密等特点。同时研究了金属Cu层厚度对复合薄膜性能的影响，并对其光学透过率以及电学性能进行了讨论。结果表明Cu层临界厚度约为11 nm,其对应的电阻率和在可见光范围内的平均透过率分别可以达到1.4×10~(-4)Ω·cm和86%。说明Mg-Al-Ga∶ZnO层复合材料具有较好的光电性能，该材料的制备对于新型先进光电材料的设计与优化具有一定的借鉴意义。
2022年03期 v.41;No.361 232-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 1474K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：8 ] - 朱明亮;李勃;郭云胜;
介电常数和损耗是微波介质材料的重要参数。目前介电常数的测量方法比较多，但存在测试仪器昂贵、测量方法严格、样品制备苛刻等问题。在当今电磁商业软件十分强大的时代背景下，利用数值仿真详细研究了矩形波导中介质圆柱的谐振模态随自身介电常数和几何大小的变化规律，进而提出一种在矩形波导中直接放入待测样品，通过寻找样品的特征谐振峰得到介电常数的测量方法。研究结果表明，对于介电常数为2.5～100的介质材料，都可通过制备成直径为10 mm的圆柱样品放在BJ100波导中准确地测出其介电常数和损耗的大小。为证明方法的优越性，以氧化铝、滑石和其他陶瓷样品为例进行了实测，得到与第三方测试一致的结果。本文提出的方法简单、高效、便捷，能够对介质材料的广泛应用起到极大推动作用。
2022年03期 v.41;No.361 238-242+290页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K] [下载次数：698 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 黄琬晴;桑旭慧;邵枫;
双电层薄膜晶体管(EDLTs)凭借其低电压、多栅调控以及对神经突触的模拟而备受关注。为了实现一种基于聚电解质的新型平面侧栅结构的EDLTs,采用磁控溅射制备的氧化铟镓锌(IGZO)沟道和氧化铟锌(IZO)电极，试验了三种不同的聚电解质作为栅介质。发现聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)可以作为栅介质材料实现器件的良好工作。由于其低频时高达2.9μF/cm~2的双电层电容，使器件的工作电压可以控制在1 V以内，迁移率为0.23 cm~2/(V·s),开关比为4.6×10~3。而壳聚糖和全氟磺酸树脂(Nafion)则是受到了本身离子含量低以及侧栅控制能力弱的制约。进一步研究PSSNa-EDLTs器件的湿度响应表明，其转移特性曲线随着相对湿度的上升表现出有规律的变化，且该规律与离子栅介质中的水分子含量直接相关。本文的结果为后续平面侧栅器件的优化提供了依据，且平面侧栅PSSNa-EDLTs器件在相关传感方面具备潜力。
2022年03期 v.41;No.361 243-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K] [下载次数：119 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 李国金;唐江勃;南敬昌;
针对传统的超宽带滤波器存在陷波深度不足的问题，基于新型缺陷地面结构和加载枝节的方法设计了一款超宽带滤波器。该结构通过内嵌、折叠开路枝节来形成双陷波带，在保证尺寸紧凑的同时实现了对陷波的需求。为了保证陷波深度，在超宽带滤波器两端加载了不对称倒T型枝节。通过刻蚀新型缺陷地面结构来增强带外抑制特性以及陷波深度。该滤波器工作频段在2.8～11.4 GHz,插入损耗较小，在5.3 GHz和8 GHz处产生了两个陷波，且深度分别达到了18 dB和57 dB,这对无线局域网和X波段卫星通信两个频段的干扰能够起到有效的抑制。该滤波器基板尺寸为16.8 mm×5 mm,带外抑制达到了57 dB。
2022年03期 v.41;No.361 250-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K] [下载次数：384 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：5 ] - 李国金;唐江勃;南敬昌;
旨在解决超宽带滤波器存在的尺寸偏大、陷波个数不足的问题，采用改进的多模谐振器以及新型缺陷接地结构，提出了一种具有三陷波和较好选择性的微带超宽带滤波器。设计谐振器在阶梯阻抗谐振器两侧和下方加载枝节，构建了超宽带滤波器的通带和两个陷波，并设计缺陷地面结构，在增加陷波的同时对陷波特性加以改善。经仿真显示，该滤波器通带带宽为2.8～10.6 GHz,在3.8,5.9,8.2 GHz处形成了三个陷波，且三个陷波深度均达到了-20 dB。对于几种窄带信号有着较好的抑制，适用于电路的集成。
2022年03期 v.41;No.361 256-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K] [下载次数：217 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：7 ] - 冯立营;郑宏兴;范义梅;孙程光;王萌;
为提升微波电路的集成度，提出了一种基于印刷电路板(PCB)的金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，并将其应用在小型化慢波带通滤波器(BPF)设计中。该MIM电容器由一对刻蚀在基板两侧的正方形贴片组成，容值为5.26 pF,远大于传统的交指电容器的容值。进一步将该MIM电容器嵌入到一个传统的开环谐振器(OLR)内部空间中，形成一个慢波OLR。利用该慢波OLR设计了一种小型化二阶慢波BPF。与加载交指电容器的BPF相比，所提出BPF的尺寸缩减了40%。其阻带插入损耗在大于20 dB的频率范围达到其通带中心频率的4.46倍，表明所提出的BPF具有宽阻带特性。实测和仿真结果吻合较好。
2022年03期 v.41;No.361 261-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K] [下载次数：111 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 张博;张帅;吴昊谦;
采用0.5μm GaAs E-PHEMT工艺设计了一款0.5～5 GHz高增益宽带低噪声放大器芯片。该放大器采用三级共源结构，运用负反馈技术有效地进行了输入输出阻抗匹配，针对高频增益不足问题，在共栅晶体管的栅极到地之间增加栅极电容，提高了高频增益，改善了增益平坦度，拓展了带宽。同时，放大器前两级应用电流复用技术，大大降低了电路功耗。仿真结果表明：在工作频带内，最大增益可达36.6 dB,增益平坦度为±0.4 dB,输入输出回波损耗均小于-10 dB,噪声系数小于0.9 dB,输出功率1 dB压缩点最大可达15.4 dBm, OIP3最高可达34.1 dBm,芯片版图尺寸为0.65 mm×0.87 mm。
2022年03期 v.41;No.361 266-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K] [下载次数：799 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：12 ] - 张博;王好博;杨朋;吴昊谦;
设计了一种基于电流模逻辑结构(CML)具有宽频率覆盖范围的二分频器。针对CML电路无法在低频段稳定工作的问题，在传统的CML电路结构中加入了偏置电路，提高了电路的响应速度；并加入了差分结构的电容阵列，在高频段采用较低的输出电容负载，在低频段采用较高的输出电容负载，拓宽了分频器的工作频率范围；同时减少了开关管的使用，有利于降低芯片的面积和功耗。基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺进行了仿真验证。仿真结果表明，在电源电压为1.8 V,输入频率范围200 MHz～11 GHz的情况下，二分频逻辑功能正确，可实现宽的频率覆盖范围。
2022年03期 v.41;No.361 273-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K] [下载次数：427 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 曾范洋;蒋品群;宋树祥;蔡超波;刘振宇;
为了减少负载电流瞬态变化对低压差线性稳压器(LDO)输出电压稳定性的不利影响，设计了一种应用于片上系统(SoC)的高稳定性无片外电容LDO稳压器。该电路采用密勒电容倍增补偿和零点-极点跟踪补偿技术，使LDO在不同负载条件下仍具有良好的环路稳定性。同时，通过摆率增强电路来动态调节功率晶体管的栅极电压，改善了LDO的瞬态响应特性。电路采用0.11μm标准CMOS工艺设计。后端仿真结果表明，当电源电压为1.3～3.3 V,最大输出负载电流为50 mA时，LDO输出电压的稳定值为1.21 V,静态电流为35μA,最小相位裕度为64.43°。当负载电流以1μs的时间在1～50 mA之间跃变时，与未加入摆率增强电路的LDO相比，输出电压的下冲幅度减少了126 mV,下降了42.5%;过冲幅度减少了44 mV,下降了20.6%。
2022年03期 v.41;No.361 278-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 2147K] [下载次数：490 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 马得原;李少甫;唐家轩;
对于单人便携式单脉冲雷达，设计高增益、宽扫描角度、低副瓣电平和低剖面的天线阵列对提高其探测距离、探测范围和探测精度有着非常重要的意义。设计了一种S型脊波导缝隙相频扫天线，采用S型脊波导来缩减波导的宽边尺寸，增加频率扫描波束范围。将频率扫描线阵分为两个子阵，采用同侧馈电，分别进行Taylor幅度加权，在保证分段处幅度和相位连续性的同时降低了副瓣电平，同时获得和、差波束。考虑到缝隙间的互耦，采用软件提参拟合的方法，降低了互耦对方向图的影响，提升了缝隙设计的准确度。该天线由48列76元的频率扫描线阵构成，仿真结果表明，在31.6～38 GHz频段内VSWR<2,接近法向增益大于39 dB,副瓣电平小于-20 dB,方位向相位扫描波束范围大于±30°,俯仰向频率扫描波束范围大于18°。该天线剖面低、重量轻、易于加工、性能优良，可用于便携式单脉冲雷达。
2022年03期 v.41;No.361 284-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 2115K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 郭晨;
天线雷达散射截面(RCS)的缩减是隐身平台实现低散射特性的关键。吸波结构是缩减目标RCS的重要技术手段，而又难以避免对天线辐射性能产生恶化影响。针对微带天线提出了基于模式项散射的吸波结构设计方法，利用吸波结构模式项散射与微带天线的结构项散射进行对消，达到天线带外雷达散射截面缩减的效果。通过仿真验证，在工作中心频率为10 GHz的微带天线2×2元阵加载该吸波结构，可在不影响天线阵列辐射性能的基础上，对天线阵列5 GHz的法向RCS带来8 dB缩减效果。实测结果表明，在某Ka频段天线阵列加载该吸波结构，对天线阵列X频段法向RCS有6 dB缩减效果。
2022年03期 v.41;No.361 291-296页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ] - 李鹏;赵鲁燕;农红密;
长期使用环境中交变温度载荷引起的结构热疲劳会显著影响挠性基板叠装互联组件的结构强度和使用寿命。以挠性基板叠装互联组件为研究对象，基于ANSYS软件参数化建模方法建立了挠性基板叠装互联组件三维有限元模型，针对互联组件六种内部芯片布局方案进行了互联结构热特性分析并进行对比。然后基于正交试验方法分析了多种影响因素对互联组件热特性的影响，经对比得到了互联组件最优芯片布局方案及互联组件热特性影响因素的权重。研究结果表明，所分析互联组件热特性影响因素中，灌封胶热导率影响最显著，权重占49.71%;空气对流系数及灌封胶厚度影响较为显著，权重占比分别为29.01%和15.83%,基板热导率影响最小，并给出了互联组件热特性影响因素最佳参数组合。
2022年03期 v.41;No.361 297-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 1849K] [下载次数：245 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 朱泽华;王俊强;陈绪文;齐越;
针对石墨烯MEMS压力传感器气密性封装的需求，设计出一种用于石墨烯MEMS压力传感器芯片级Au/Sn共晶键合工艺方法。石墨烯压力传感器芯片键合密封环金属采用50/400 nm的Cr/Au,基板键合密封环金属采用50/400/500/3 nm的Cr/Au/Sn/Au。随后使用倒装焊机在280℃以及8 kN的压力环境下保持6 min,完成芯片与基板的Au/Sn互溶扩散键合工艺，从而实现石墨烯压力传感器芯片的气密性封装。对键合指标进行测试，平均剪切力达20.88 MPa,平均漏率为4.91×10~(-4) Pa·cm~3/s,满足GJB548B-2005的要求。通过比较键合前后的芯片电学特性，石墨烯敏感结电阻平均值变化了1.1%,具有较高的稳定性。此外键合界面能谱测试结果符合Au/Sn键合金属合金元素组分，为石墨烯MEMS压力传感器低成本、高效率气密性封装奠定了基础。
2022年03期 v.41;No.361 304-308页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：487 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：7 ] - 李义壮;郭怀新;郁鑫鑫;孔月婵;陈堂胜;
片内热积累效应严重制约GaN器件向高功率密度应用发展，金刚石钝化散热结构的GaN器件热管控技术已成为目前研究重点，而金刚石栅区高精度刻蚀和控制是实现该热管理技术应用的关键工艺难点。因此，本文采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术，以氮化硅作为刻蚀掩膜，对纳米金刚石薄膜进行栅区微纳尺度刻蚀工艺研究，系统分析了刻蚀气体、组分占比、射频功率等工艺参数对刻蚀速率的影响。结果表明，ICP源功率与氧气流量对刻蚀速率有增强作用，Ar与CF_4的加入对刻蚀过程具有调控作用。最终提出了基于等离子体刻蚀技术的高精度微纳尺度金刚石钝化薄膜刻蚀方法，对金刚石集成GaN器件热管理和金刚石高精度刻蚀技术具有重要的指导意义。
2022年03期 v.41;No.361 309-314页 [查看摘要][在线阅读][下载 3025K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 张学丰;彭良玉;彭代鑫;
通过理论分析和仿真的方法，研究了一种4维忆阻自突触Hopfiled神经网络(以下简称MAHNN)的动力学行为及其仿真电路的实现。首先，分析了MAHNN能够产生复杂动力学行为的基本条件。其次，利用常规的动力学分析方法如分岔图、李氏指数、相轨迹图和时域图，分析了它的动力学行为。MATLAB数值仿真结果揭示了MAHNN存在与忆阻控制参数有关的特殊动力学行为。最后，采用改进型模块化电路设计方法，设计了MAHNN的模拟等效电路。Multisim电路仿真结果与MATLAB数值仿真结果一致，验证了忆阻自突触Hopfield神经网络理论设计的正确性。
2022年03期 v.41;No.361 315-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 2669K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：6 ] - 杨宁宁;王达;吴朝俊;
细胞神经网络(CNN)被公认为是一种强大的大规模并行网络架构，能够高速执行运算操作和解决复杂的工程问题，但是目前关于硬件实现神经元的研究处于起步阶段。首先，研究了一个基于SrTiO_3(STO)的忆阻仿真模型，并分析了该模型的阻值变化特性与磁滞回线。其次，在此基础上设计了基于忆阻器的LIF神经元电路，验证了忆阻器模型可很好地结合到该神经元电路中。最后，通过PSpice仿真实验分析了突触前神经元、突触权重以及输入信号频率对于膜电位的影响，验证了基于遗忘模型忆阻器构成的LIF神经元电路可实现对输入时间信息和空间信息的整体反应。
2022年03期 v.41;No.361 323-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K] [下载次数：370 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] 下载本期数据