ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ (МЭС)

Статья является развитием работ, в которых рассмотрена методика анализа диодных преобразователей частоты в базисе узловых потенциалов. В данной статье вводится в рассмотрение эквивалентная схема диода с учётом его емкостных параметров. Проведён линейный анализ диодных преобразователей частоты: балансного, двойного балансного и тройного балансного. Получены выражения для коэффициента передачи, развязки «вход-выход» и развязки «гетеродин-выход». Рассмотрено влияние технологического разброса параметров диодов на коэффициент передачи и развязки по портам. Проведена оценка частотных свойств преобразователей частоты. Представлены результаты расчёта и моделирования вышеперечисленных характеристик.

Усилитель мощности (УМ) класса Е широко используется в системах индуктивной передачи энергии (ИПЭ) для питания различных электронных устройств. Однако при обеспечении требуемых выходных характеристик систем возникают трудности в проектировании УМ, что ведёт к увеличению времени его разработки. Для оптимизации проектирования было выполнено сравнение выходных характеристик систем ИПЭ с УМ класса Е и систем ИПЭ с резонансным LC-контуром в передатчике. Сравнение проводилось в ходе численного моделирования систем в программах LTSpice и Matlab. В ходе исследования УМ класса Е работал в номинальном режиме как при одном коэффициенте связи катушек индуктивности систем ИПЭ, так и на заданном диапазоне этих коэффициентов. Иначе говоря, проводилась как статическая, так и динамическая регулировка конденсаторов УМ. В результате исследования отмечена сходимость выходных характеристик между системами ИПЭ с динамически регулируемым УМ класса Е и системами ИПЭ с резонансным LC-контуром в передатчике. На основе результатов исследования предложены правила проектирования УМ класса Е в зависимости от степени связи передающей и принимающей катушек индуктивности системы ИПЭ.

В статье рассмотрена математическая модель интервального измерения траекторной скорости доплеровским радиолокационным устройством. Проведен ее анализ и определены основные параметры и характеристики, влияющие на точность. Выявлена зависимость относительных ошибок при различных наклонных дальностях измерения. Построена аддитивная математическая модель относительной ошибки измерения траекторной скорости. Проверена корректность модели на экспериментальных данных. Для получения доплеровского сдвига частоты предложено радиолокационное устройство ближнего действия с двойным преобразованием частоты, которое обладает повышенной чувствительностью по сравнению с устройством с прямым преобразованием.

В сфере микро- и наноэлектроники многие ученые год за годом проявляют огромный интерес в поисках и исследованиях новых материалов, способствующих кардинальному расширению электронной компонентной базы, что связано, в первую очередь, со значительным ростом затрат производства при масштабировании научно-технических процессов [1]. Ярким примером таких материалов служат пористые оксидные пленки, актуальность исследования которых обусловлена их применением в фотодетекторах, светодиодах, катодах вакуумной микроэлектроники, в роли межслойной изоляции интегральных микросхем (ИМС) [2], наномембранах, антибликовых покрытий в приборах оптической электроники [3]. За счет применения этих пленок в качестве изолирующих материалов заметно повышается скорость распространения электрических сигналов, из-за более низкой диэлектрической проницаемости, чем у непористых структур, снижаются потери на электропроводность [4], что также позволяет использовать диоксид кремния, модифицированный углеродом, для уменьшения потери мощности в ИМС СВЧ-диапазона [5]. Целью данной статьи являлось исследование электрофизических свойств пористых пленок диоксида кремния. Объект исследования -тонкопленочная структура металл-диэлектрик-металл (МДМ) на основе диоксида кремния, модифицированного углеродом.

Рассматриваются базовые схемотехнические решения операционных усилителей (ОУ), ориентированные на изготовление на одном GaAs кристалле полевых транзисторов (field effect transistor, FET) со встроенным каналом n-типа и p-n-p транзисторов. Предлагается перспективная архитектура трехкаскадного ОУ на основе pHEMT (pseudo morphic high electron mobility transistor) и p-n-p HBT (hetero junction bipolar transistor), в которой реализуются малые значения систематической составляющей напряжения смещения нуля, обусловленной влиянием токов базы p-n-p транзисторов и его температурными и радиационными изменениями. Исследуется три варианта построения входных каскадов, в которых предусмотрено увеличение на 1-2 порядка крутизны усиления при работе pHEMT в микроамперных диапазонах токов (10-100 мкА).

Использование в оптических сетях технологий OFDM и MIMO позволили существенно увеличить скорости передачи данных в транспортных сетях использующих, методы оптического мультиплексирования. Более того, дальнейший прогресс в повышении пропускной способности одномодового оптоволокна связывают с усовершенствованием методов коммутации цифровых потоков на основе технологий WDM-SDM. Для реализации таких технологий потребуется новая электронно-компонентная база, реализуемая в виде специализированных микросхем, изготовляемых на КМОП транзисторах с субмикронными проектными нормами. В наших исследованиях мы будем использовать модели транзисторов с проектными нормами 65 нм.

Исследована структура слоев пористого кремния, сформированных при различных плотностях тока и продолжительностях анодной электрохимической обработки. Произведен статистический анализ распределения по размерам (диаметрам пор и толщине скелета) элементов матрицы пористого кремния, полученного в различных режимах анодирования. Разработана методика удаления приповерхностного слоя пористого кремния, вызывающего трудности при электрохимическом заполнении каналов пор металлами, и оценен эффект данной операции на структурные параметры внутренних областей пористого кремния. Даны рекомендации касательно применения слоев пористого кремния в составе гетероэпитаксиальных структур и нанокомпозитов на основе пористого кремния и германия, позволяющих обеспечить возможность реализации более оптимальных подходов к синтезу высокоэффективных термоэлектрических устройств.

Изложены возможности нового прибора разработки Компании ООО «НТ-МДТ» - сканирующего зондового микроскопа «ВЕГА», способного работать с образцами размером до 200х200х40 мм с предельным для атомно-силовой микроскопии разрешением для исследования свойств и метрологического контроля поверхностных наноструктур микро и наноэлектроники.

В статье предложен вариант реализации КИХ-фильтров для многостадийной архитектуры сигма-дельта АЦП с использованием перекодировочных таблиц. Приведены примеры разбиения подобного фильтра на подтаблицы и показан минимальный по площади вариант.

Теоретически исследуется поглощение света квантовой проволокой с переходом носителей из валентной зоны в донорные состояния в присутствие поперечного электрического поля. Примесный центр моделируется потенциалом нулевого радиуса. Получены выражения для коэффициента поглощения света с учётом процессов рассеяния носителей. Анализируются частотные зависимости коэффициента поглощения света при различных значениях напряженности электрического поля и при различных значениях энергии связанного состояния. Показана возможность управления положением максимума поглощения света с помощью электрического поля.

При создании высокопроизводительных вычислительных систем много усилий уделяется вопросам надежности. Децентрализованная архитектура параллельной потоковой вычислительной системы и распределение ресурсов, поддержанное на уровне аппаратуры, позволяют без дополнительных аппаратных затрат реализовать т. н. метод программного мажорирования. В статье рассматриваются варианты реализации функционала мажоритарного элемента в параллельной потоковой вычислительной системе на основе процессора сопоставлений с использованием особенностей его функционирования. Проанализированы преимущества и недостатки вариантов реализации функционала мажоритарного элемента.

Выполнен сравнительный анализ производительности отечественных и зарубежных МК с ядром Cortex-M3. Представлены оценки быстродействия и эффективности выполнения операций отечественных МК К1986ВЕ92QI, К1986ВЕ91Т и их зарубежных аналогов STM32F103C8, STM32F100RBT6. Разработаны тестовые программы для измерения быстродействия при выполнении арифметических операций с целыми числами и числами с плавающей точкой. Проведен сравнительный анализ скорости обращения к портам ввода/вывода с помощью библиотек CMSIS, SPL «Миландр» и «STMicroelectronics». Представлен программный код тестов вычисления числа п и чисел ряда Фибоначчи. Разработаны тесты и представлены результаты расчета числа из ряда Фибоначчи рекурсивным вызовом функции и линейным алгоритмом расчета в цикле.