硅基毫米波片上电感优化设计与传递函数基可缩放建模方法研究

基本信息
批准号:61401101
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:韩波
学科分类:
依托单位:阜阳师范大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王戴木,王峰,赵正平,田志坚,宋有才,李艳,李军,张媛
关键词:
分形电感可缩放模型毫米波技术片上电感传输线
结项摘要

With the continuous development of silicon CMOS process, it is possible to implement millimeter wave (mmW) integrated circuits on silicon based processes which are much cheaper instead of III-V compound semiconductor processes. The lack of high performance on-chip inductors and high-precision models for inductors with scalable fitting ability has become one of the key problems to restrict the development of silicon based millimeter wave integrated circuit and high performance System on Chip (SoC). Our research group is committed to reveal the method for restraining the parasitic effect of silicon based mmW on-chip spiral inductor, transmission line and fractal inductors through the analysis of skin effect, substrate effect and proximity effect and achieve the performance improvement for silicon based mmW on-chip inductors, promote silicon based millimeter wave integrated circuit miniaturization. The poles and zeros of the transfer function determine the performance and the key features of the circuit network, such as phase, gain and bandwidth. Through the analysis of transfer function, the electrical characteristics of circuit network can be revealed and the guidance and basis may be provided for establishing the components model with high precision and broadband fitting ability. The mechanism that the poles and zeros of the transfer function change with the physical dimensions of the passive spiral components is still unknown. Our research group tries to reveal this mechanism by the analysis of transfer function for passive components, and establish the mmW models of on-chip inductors with high-precision and scalable fitting ability, so as to lay a foundtion for the development ofthe monolithic millimeter-wave integrated circuit.

随着CMOS工艺的不断发展,毫米波技术开始从III-V族化合物工艺转向价格低廉的硅基工艺。缺乏高性能片上电感与毫米波电感可缩放模型成为制约硅基毫米波集成电路发展与高性能芯片系统小型化的关键问题。本课题拟通过硅基毫米波片上电感趋肤效应、衬底损耗与邻近效应等特性分析,揭示抑制硅基毫米波片上螺旋电感、传输线电感与分形电感寄生效应的方法,实现高性能硅基毫米波片上电感的设计,促进硅基毫米波集成电路小型化发展。传递函数零极点与电路网络的相移、增益和带宽等重要电学特性密切相关,通过传递函数分析能够揭示电路网络电学特性的本质,为建立高精度、宽频带无源元件模型提供指导和依据。硅基片上电感传递函数零极点随元件物理尺寸变化机制不详,本课题组拟通过片上电感传递函数分析,揭示不同尺寸元件传递函数零点与极点随物理尺寸的变化规律,建立高精度片上电感毫米波尺寸可缩放模型,为毫米波集成电路发展奠定一定的基础。

项目摘要

缺乏高性能片上电感成为制约硅基毫米波集成电路发展与高性能芯片系统实现的关键问题。本项目通过对硅基毫米波片上电感趋肤效应、衬底损耗与邻近效应等特性分析,提出了希尔伯特分形曲线型地屏蔽层与多路径交叉连接技术实现了高性能片上差分电感与单端电感设计,提高了片上电感的品质因数。本项目设计了折叠条型人工电磁结构以及半模慢波基片集成波导结构实现高性能超宽带天线设计。本课题实现了片上螺旋电感物理基模型、矢量拟合技术模型与神经网络模型建模过程,引入神经网络空间映射技术,建立了高精度宽频带片上螺旋电感可缩放模型。本项目采用传递函数方法建立了片上螺旋电感高精度宽频带模型,并通过电磁仿真,验证了传输线去嵌技术能够去除金属引线的影响,比开路去嵌技术精度更高。本项目设计的高性能片上电感与提出的片上螺旋元件宽频带模型对于毫米波电路设计具有重要实用意义。项目资助发表SCI收录论文4篇,EI收录论文4篇,待发表论文2篇。项目投入经费25万元,支出21.2114万元,剩余经费3.7886万元,计划用于本项目研究后续支出。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
4

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

韩波的其他基金

批准号:41206050
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10926192
批准年份:2009
资助金额:10.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:41474102
批准年份:2014
资助金额:100.00
项目类别:面上项目
批准号:40774056
批准年份:2007
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:81400378
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91230119
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:重大研究计划
批准号:41604063
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21302016
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11903006
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40544016
批准年份:2005
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11702245
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11871180
批准年份:2018
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:21773217
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81773889
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41074088
批准年份:2010
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:81873498
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61272272
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21203169
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702333
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81573588
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:U1531122
批准年份:2015
资助金额:42.00
项目类别:联合基金项目

相似国自然基金

1

基于硅基集成的片上微波光子前端

批准号:61771285
批准年份:2017
负责人:陈明华
学科分类:F0121
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

硅基毫米波元器件建模关键技术研究

批准号:61176034
批准年份:2011
负责人:王燕
学科分类:F0402
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
3

基于硅穿孔电感的3D SoC芯片片上电压调整模块的优化设计

批准号:61601406
批准年份:2016
负责人:卓成
学科分类:F0118
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

硅基太赫兹单片集成器件的设计与建模技术

批准号:61372036
批准年份:2013
负责人:李秀萍
学科分类:F0120
资助金额:88.00
项目类别:面上项目