ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ (МЭС)

Архив статей журнала

ПОВЫШЕНИЕ НАПРАВЛЕННОСТИ МИКРОПОЛОСКОВОГО ОТВЕТВИТЕЛЯ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Полунин М. М., Глушков Г. И., Колесников Д. В., Моисеенко А. Н., Тарасов С. В.

Предложена методика повышения направленности микрополоскового ответвителя путем включения в конструкцию вспомогательной печатной платы, содержащей линии с емкостной связью. Изготовлен макет октавного ответвителя с неравномерностью ±0.5 дБ и направленностью не хуже 23 дБ.

Сохранить в закладках
ПРОБЛЕМЫ ЭКСТРАКЦИИ ПАРАМЕТРОВ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Лощилов Антон Геннадьевич, Малютин Георгий Александрович, Чинь Тхань То

Проводится обсуждение проблем экстракции параметров полосковых структур, связанных с решением комплекса задач использования экспериментальных данных, математических моделей и средств измерения. Рассматриваются алгоритмы восстановления параметров одиночных и связанных полосковых линий на основе экспериментальных данных. Приведены примеры экстракции первичных параметров, фазовых скоростей распространяющихся волн и эффективных диэлектрических проницаемостей. Наряду с использованием данных в частотной области, берутся экспериментальные характеристики отклика на импульсное воздействие. Ставится вопрос о создании приборов для эффективного решения задач экстракции параметров.

Сохранить в закладках
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕРМОПАРНЫХ СЕНСОРОВ С ПОВЫШЕННЫМ БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ НА ОСНОВЕ СТРУКТУР КРЕМНИЙ НА ИЗОЛЯТОРЕ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Хафизов Ренат Закирович

Проведены теоретическая оценка и аналитическое моделирование теплофизических параметров термопарных сенсоров с учетом требований по размерам сенсоров, их чувствительности и постоянной времени тепловой релаксации. Определены основные соотношения конструктивных элементов чувствительных ячеек с учетом характеристик технологических слоев, входящих в структуру мембран. Полученные результаты использованы в качестве исходных данных для топологического проектирования сенсорных элементов, и матричных массивов на их основе. Проведено проектирование топологии кристаллов с термопарными сенсорами с учетом возможностей технологического оборудования (нормы проектирования 0,8 мкм).

Сохранить в закладках
КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ АЛМАЗНЫХ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ У Ф-ФОТОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Алтухов Андрей Александрович

Приводятся результаты исследований по разработке конструктивно-технологических решений многоэлементных фотоприемных алмазных устройств УФ-диапазона. Приведены результаты применения ионной имплантации бора и азота для формирования заглубленных фоточувствительных слоев. Показано, что полиэнергетическая имплантация больших доз бора позволяет получать слои с высокой проводимостью при комнатной температуре. Полученные экспериментальные зависимости по дозе и энергии ионов демонстрируют возможности создания сильно компенсированных, слаболегированных слоев p-типа и сильнолегированных слоев p+-ram. Показаны конструкция и топология фоточувствительных ячеек на основе ионно-имплантированных слоев матричных алмазных фотоприемников.

Сохранить в закладках
СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ ВСЕПРОПУСКАЮЩИХ РЕКУРСИВНЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Лесников Владислав Алексеевич, Наумович Татьяна Татьяна Викторовна, Частиков Александр Вениаминович

Одним из разделов теории цифровой обработки сигналов является теория построения всепропускающих рекурсивных цифровых фильтров, у которых амплитудно-частотная характеристика постоянна на всех частотах, и которые различаются своими фазо-частотными характеристиками. В данной работе предложено распространить разрабатываемый авторами подход к синтезу рекурсивных ЦФ с конечной длиной слова на все пропускающие ЦФ. Подход основан, что нули и полюсы, а значит и коэффициенты передаточной функции, определяются уже с учетом конечной разрядности. Далее производится генерация структур и параметрический синтез, т. е. расчет коэффициентов выбранной структуры. При этом структурный синтез не искажает нули и полюсы. Данная работа ограничена рассмотрением только этапа структурного синтеза и связанного с ним параметрического синтеза.

Сохранить в закладках
АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ ОТКЛИКОВ ДВУХИ ЧЕТЫРЕХПРОВОДНЫХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ С РЕЗИСТИВНЫМИ НАГРУЗКАМИ ПО АНАЛИТИЧЕСКИМ МОДЕЛЯМ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Черникова Евгения Борисовна, Забываева П. В.

В статье представлены результаты апробации аналитических моделей для вычисления частотных и временных откликов, учитывающих произвольные оконечные резистивные нагрузки и асимметрию поперечных сечений линий передачи (Л11). Апробация проведена на шести структурах 2-проводной ЛП и трех структурах 4-проводной Л11. Достоверность полученных результатов подтверждена с помощью сравнительного анализа с результатами, полученными с помощью численных методов, который показал согласованность.

Сохранить в закладках
РЕАЛИЗАЦИЯ БЛОЧНОГО КИХ-ФИЛЬТРА В ПОТОКОВОМ РЕКУРРЕНТНОМ СИГНАЛЬНОМ ПРОЦЕССОРЕ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Хилько Дмитрий Владимирович

В статье рассматриваются аспекты апробации прототипа потокового рекуррентного сигнального процессора на одном из ключевых алгоритмов цифровой обработки сигналов - фильтре с конечной импульсной характеристикой. Первая попытка реализации блочного КИХ-фильтра показала высокий уровень производительности рассматриваемого прототипа. Однако избыточность потоковой программы оказалась слишком высокой. Был осуществлен анализ методов программной и аппаратной оптимизации реализации КИХ-фильтров. По результатам данного анализа определены основные направления для усовершенствования прототипа рекуррентного сигнального процессора. Средства аппаратной поддержки алгоритма Быстрого преобразования Фурье, созданные на более ранних этапах разработки прототипа, были успешно доработаны и использованы для реализации КИХ-фильтра. Данное решение позволило снизить избыточность потоковой программы реализации блочного КИХ-фильтра почти на 80% и повысить скорость загрузки отсчетов обрабатываемого сигнала.

Сохранить в закладках
УСИЛИТЕЛИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ УСИЛЕНИЕМ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Гоголев Н. И., Салих А., Брагин Дмитрий Сергеевич, Дмитриев В. Д.

Увеличение быстродействия разрабатываемых устройств - одна из ключевых тенденций развития современной радиотехники. Это ведет к повышению требований и к другим техническим параметрам: помехозащищенности, стабильности, надежности и т. д. Широкополосные усилители являются одним из видов быстродействующих устройств. В свою очередь, к перспективным устройствам широкополосного усиления относят усилитель с распределенным усилением (УРУ), относящийся к классу устройств, работающих по принципу направленного сложения высокочастотных сигналов. В данной статье приведен обзор существующих структур интегральных УРУ, особенность их работы, преимущества и недостатки в сравнении с другими видами широкополосных усилителей. Из-за разнообразия архитектур УРУ требования к технологическому процессу варьируются. Материалы, на базе которых и проектируются усилители, имеют свои плюсы и минусы. В связи с этим, особое внимание было обращено на два популярных технологических процесса используемых в УРУ, а именно GaN и GaAs. Помимо этого, в работе представлена сводная таблица по имеющимся на рынке микросхемам.

Сохранить в закладках
ГЕТЕРОПЕРЕХОДНЫЙ БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР СО СТРУКТУРОЙ PNP-ТИПА В АРСЕНИД-ГАЛЛИЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ HBT-HEMT (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Ловшенко Иван Юрьевич, Кратович П. С., Стемпицкий Виктор Романович, Дворников Олег Владимирович, Кунц А. В., Павлючик А. А.

Выполнен анализ современного состояния разработок интегральных микросхем (ИМС) для жестких условий эксплуатации, на основании которого предложено использование арсенид-галлиевой технологии HBT-HEMT. Представлены результаты приборно-технологического (TCAD) моделирования электрических характеристик гетеропереходного биполярного транзистора со структурой pnp-типа на основе GaAs. Определены следующие основные параметры: напряжение Эрли Va, коэффициент усиления базового тока в схеме с общим эмиттером BETA, напряжение пробоя промежутка коллекторэмиттер VK3BR, граничная частота /гр. Исследовано влияние на указанные параметры атомарного состава x соединения AlGaAs, ширины активной базы WE и даны рекомендации по выбору их оптимальных значений. Приведена оценка изменения параметров приборной структуры pnp-HBT при вариации температуры.

Сохранить в закладках
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЯЧЕЙКИ SOT-MRAM ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Юсипова Юлия Александровна, Островская Наталья Владимировна, Скиданов Владимир Александрович

Рассмотрена математическая модель ячейки цилиндрической формы магнитной памяти произвольного доступа на основе спинового эффекта Холла. В приближении однородного намагничивания построена система дифференциальных уравнений, описывающая динамику намагниченности в свободном ферромагнитном слое ячейки. Проведен ее качественный анализ.

Сохранить в закладках
ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МОДУЛЯРНЫХ КОДОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В AES-СИСТЕМАХ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Проворнов Игорь Александрович

В настоящее время предложены методы повышения надежности SPN-криптосистем, основанные на применение полиноминальной системы классов вычетов. Применение подобных кодов позволяет перенести вычисления из области GF(28) в область GF(24), что положительно отражается на скорости и надежности функционирования вычислительных систем. В данной статье описываются результаты применения подобных технологий в процедурах SubBytes и MixColumns SPN-систем, исследуется эффективность корректирующей способности подобных кодов, оценивается выигрыш относительно классического варианта построения криптосистем.

Сохранить в закладках
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ СОФТ-ПРОЦЕССОР ДЛЯ ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПЛИС (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Барков Е. С., Переверзев Алексей Леонидович, Силантьев А. М.

В статье рассмотрены ограничивающие производительность недостатки микроархитектур популярных 32-разрядных софт-процессоров для встраиваемых систем на основе ПЛИС. Предложена микроархитектура софт-процессора на базе архитектуры RISC-V, лишенная рассмотренных недостатков. Проведена верификация и оценка аппаратных характеристик разработанного софт-процессора. Разработанный софт-процессор имеет на 17% большую производительность по сравнению с рассмотренными решениями.

Сохранить в закладках