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《西安理工大学》 2004年
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神经元MOS及其应用电路的研究

杨媛  
【摘要】:随着集成电路的发展及其集成度的提高,传统的基于单一晶体管功能的硅集成电路,出现了很多困难的、急待解决的问题,而神经元MOS晶体管(Neuron MOSFET,简写为neuMOS或vMOS)作为一种具有强大功能的单元晶体管,为解决集成电路中晶体管数目及互连线增多带来的问题提供了一种有效的途径。本文在对器件的特性进行分析的基础上,建立了较精确的器件HSPICE模型,并对器件的应用电路进行了深入研究。 对神经元MOS的特性进行了较系统的分析,提出了浮栅增益因子存在饱和值的观点,分析出浮栅增益因子受场寄生电容的影响从而解释了浮栅增益因子出现饱和值的现象;从电路速度和功耗上对神经元MOS电路和普通CMOS电路进行了比较,讨论了器件输入端子数主要受电路的计算精度、电路速度和电源电压等因素的限制,为神经元MOS电路的设计提供了理论指导。 建立了神经元MOS的HSPICE模型,在对浮栅电势建模时考虑了场寄生电容对浮栅电势的影响,并对模型进行了验证,为神经元MOS电路的设计提供了更精确的模拟手段。 用神经元MOS实现了奇偶校验码系统。设计了8个数据位的奇校验码编码和校验电路;并对所设计的电路进行了HSPICE仿真,结果表明所设计的电路功能正确,跟传统的CMOS电路相比晶体管数目从近五百个减少到 西安理工大学博士学位论文 三十几个。 开拓了神经元MOS在数字PwM发生器中的应用,大幅度减少了电路 中器件的数目,并深入分析了神经元MOS源极跟随器的输出特性,对MOS 管的阂值从电压偏差和静态功耗两方面进行了优化设计,得出C一MOS源 极跟随器中PMOS和NMOS应取微耗尽型的结论,为C一vMOS源极跟随器 在模拟电路中的应用提供了理论指导。 提出了基于神经元MOS的CDMA数模混合型匹配滤波器结构,使得 匹配滤波器的结构得到简化,并制作了它的测试电路芯片,在匹配单元电路 设计过程中,提出了提高电路运算精度的闺值取消单元电路,实现了电路的 高精度运算。 关键词:神经元MOS,集成电路,SPICE模型,PWM发生器,匹配滤波器
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN32

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 雷晶;;基于神经元MOS器件的施密特触发器设计[J];电子器件;2007年06期
2 曹新亮;余宁梅;杨喆;;集成CMOS环形振荡器频漂补偿的实现[J];固体电子学研究与进展;2011年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 雷晶;基于标准CMOS工艺的电压型多值逻辑电路设计[D];浙江大学;2006年
2 聂莹莹;基于浮栅MOS器件的数字电路设计研究[D];浙江大学;2006年
3 董珍珍;数模混合型滤波器设计及其仿真[D];西安理工大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 管慧,汤玉生;神经MOS晶体管[J];半导体技术;2000年01期
2 何尧,王太宏;碳纳米管晶体管[J];微纳电子技术;2002年12期
3 康晋锋,刘晓彦,王玮,俞挺,韩汝琦,连贵君,张朝晖,熊光成;CeO_2高K栅介质薄膜的制备工艺及其电学性质[J];半导体学报;2001年07期
4 杨媛,余宁梅,高勇;用神经元MOS结构实现的一种新型匹配滤波器(英文)[J];半导体学报;2004年01期
5 曹保国,么正才;移相PWM控制全桥开关电源[J];电测与仪表;2001年07期
6 阮新波,许大宇,严仰光;加钳位二极管的零电压开关PWM三电平直流变换器[J];电工技术学报;2001年06期
7 郭南,洪福明;直接序列扩频数字匹配滤波器[J];电子科技大学学报;1996年05期
8 邓恒,殷波,查晓明,陈允平;一种改进的PWM方法在APF中的应用[J];电力系统自动化;2002年14期
9 胡捍英,邬江兴,蔡斌,张效义;CDMA通信中匹配滤波器的应用[J];电路与系统学报;1999年04期
10 黄知涛,周一宇,姜文利;循环相关匹配滤波器设计[J];电子学报;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹大鹏;朱协彬;汪海涛;;ATO粉体的制备工艺及其导电性能的研究[J];安徽工程大学学报;2011年02期
2 陈跃宏;刘安俊;;单元串联多电平型变频器的设计及应用[J];安徽建筑;2011年02期
3 胡必禄,钟生海,汪纯,张智斌;人类智力的第一次飞跃——2000年诺贝尔物理奖成果简介[J];安康师专学报;2001年02期
4 杨兴义;;变频系统在风机节能中的应用[J];安庆科技;2004年02期
5 丁然,王克成,魏东,陈海朋;一种新型斩波式串级调速系统[J];鞍山科技大学学报;2003年01期
6 周冠山;;用C-V法测试Cd在InSb中扩散层的杂质浓度及其分布[J];半导体光电;1991年04期
7 关辉;朱长纯;;硅基场致发射光电探测器及硅锥阴极工艺研究[J];半导体光电;1993年02期
8 卓敬清;李宏建;夏辉;崔昊杨;;金属/多孔硅/硅结构发光器件输运特性的研究[J];半导体光电;2008年04期
9 夏正浩;李炳乾;郑同场;王卫国;张运华;;金属支架0.5W红外发光二极管研究[J];半导体光电;2009年05期
10 李成;李好斯白音;李耀耀;王凯;顾溢;张永刚;;双异质结扩展波长InGaAs PIN光电探测器暗电流研究[J];半导体光电;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘征宇;张文亮;张利;;基于CDMA的车辆监控系统的车载终端硬件设计[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 齐领;恩云飞;章晓文;;MOSFET亚阈值斜率随温度变化关系研究[A];中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选[C];2008年
3 高飞燕;李兰君;阳武娇;;基于模糊控制的IUIa特性智能充电机[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李强松;;高压软起动中的常见故障分析与处理[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
5 李相;陈胜平;司磊;;W型光子晶体光纤模型概述与滤波特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 代峰献;刘文灿;;GW中频感应熔炼炉的改造实践[A];2011中国有色金属行业仪表自动化学术会议论文集[C];2011年
7 李平江;高伟;乔世刚;;移动多媒体广播交织技术研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(4)[C];2009年
8 封常青;刘树彬;王进红;安琪;;BESⅢ飞行时间电子学电荷测量电路的温度补偿[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(上册)[C];2008年
9 杨志刚;钟声;;化学镀铜在超大规模集成电路中的应用和发展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
10 谷志刚;王东生;;新一代MOSFET栅极电介质材料的研究进展[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
3 刘杨华;SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算[D];湖南大学;2010年
4 郭文敏;聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 章闻奇;几种微电子材料的制备、表征与性能研究[D];南京大学;2011年
6 赵旺;MOCVD法制备氧化锌发光器件及薄膜晶体管的研究[D];吉林大学;2011年
7 张辉;功能性半导体纳米晶组装体系的制备及其可见光响应性能研究[D];大连理工大学;2011年
8 岳红云;柔性衬底薄膜光伏电池相关材料制备及性能[D];大连理工大学;2011年
9 李俊;有机小分子及微晶硅薄膜晶体管研究[D];上海大学;2011年
10 牛军;变掺杂GaAs光电阴极特性及评估研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马记;小型风机并网逆变器研究[D];山东科技大学;2010年
2 赵秋山;智能高压TSC无功补偿装置的研制[D];郑州大学;2010年
3 智钢;Zn_xCd_(1-x)S纳米粉体及薄膜的制备和光致发光研究[D];郑州大学;2010年
4 李明亮;碳化硅基热电材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
5 王文杰;氧化钛基光电子器件[D];郑州大学;2010年
6 李志武;异步电机矢量控制系统研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张杰;永磁同步电机伺服系统矢量控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 耿兴华;基于DSP的单级式光伏并网系统的研究[D];大连理工大学;2010年
9 祝超;KrF激光微细加工Al_2O_3陶瓷机理及试验研究[D];大连理工大学;2010年
10 张志睿;超薄侧光式LED液晶电视背光源设计与驱动电源硬件实现[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 管慧,汤玉生;神经MOS晶体管[J];半导体技术;2000年01期
2 崔增文,何山虎,陈弘达,毛陆虹,高建玉;标准CMOS工艺在高速模拟电路和数模混合电路中的应用展望[J];半导体技术;2003年04期
3 杨媛,余宁梅,高勇;用神经元MOS结构实现的一种新型匹配滤波器(英文)[J];半导体学报;2004年01期
4 韩益锋,李强,闵昊,谢文录;一种适用于射频电子标签的低电压低功耗振荡器[J];半导体学报;2005年04期
5 林赛华;杨华中;;新型全CMOS片上温度传感器设计[J];半导体学报;2006年03期
6 杭国强;;基于多值逻辑方法的二值神经元MOS电路设计技术[J];半导体学报;2006年07期
7 曹新亮;余宁梅;卫秦啸;;集成CMOS温度传感器设计、实现和测试[J];传感技术学报;2010年01期
8 郭南,洪福明;直接序列扩频数字匹配滤波器[J];电子科技大学学报;1996年05期
9 杭国强,吴训威;基于开关信号理论的控阈技术与三值ECL施密特电路[J];电路与系统学报;1998年02期
10 孙艳,吴建辉,陆生礼,袁文师;一种动态开关电容运算放大器共模负反馈电路[J];电路与系统学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘高辉;CDMA系统中数模混合型信号处理的若干关键问题研究[D];西安理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张家龙;基于浮栅技术的模拟有源滤波器设计[D];湖南大学;2005年
2 岳凌;数模混合系统仿真技术研究[D];中国工程物理研究院;2005年
3 鲁斌;数模混合集成电路设计技术研究[D];合肥工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李昆鹏;三值钟控传输门绝热逻辑电路设计[D];宁波大学;2010年
2 梅凤娜;三值钟控绝热时序电路研究[D];宁波大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄大定,王军杰,杨锡震,吴正龙;对离子束外延氧化铈/硅热处理行为的初步研究[J];半导体学报;1997年07期
2 郭南,洪福明;一种基于专用IC的数字循环相关器结构[J];电子科技大学学报;1995年02期
3 郭南,洪福明,李乐民;一种高效直扩通信体制及其抗噪性能的研究[J];电子科技大学学报;1996年02期
4 胡捍英,邬江兴,蔡斌,张效义;CDMA通信中匹配滤波器的应用[J];电路与系统学报;1999年04期
5 查晓明,王瑾,伍晓峰,陈允平;基于PWM控制的并联型有源电力滤波器的MATLAB仿真研究[J];电力系统及其自动化学报;2001年03期
6 李彤,沈兰荪;全数字接收机的结构及关键技术[J];电信科学;1995年02期
7 黄知涛,姜文利,卢启中,周一宇;基于调频广播信号的动目标时差提取方法[J];电子学报;2001年12期
8 黄知涛,周一宇,姜文利;基于循环平稳特性的源信号到达角估计方法[J];电子学报;2002年03期
9 管慧,汤玉生;采用神经MOS晶体管的低压四象限模拟乘法器的设计[J];固体电子学研究与进展;2000年02期
10 曹亚明,汤玉生;钟控神经MOS晶体管的建模及其电路仿真[J];固体电子学研究与进展;2003年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄振,杨士中;匹配滤波器解扩方式及性能[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年01期
2 周奕;匹配滤波器的多相实现[J];电路与系统学报;2005年03期
3 邱金蕙;;可编程数字匹配滤波器的设计[J];计算机与网络;2007年18期
4 皮世杰;黄登山;龚诚;;部分匹配滤波器在高动态卫导信号快捕的应用[J];通信技术;2008年01期
5 吴伟;周金鹏;王省书;秦石乔;;用于畸变目标相关识别的匹配滤波器设计[J];应用光学;2009年01期
6 郝宗杰;张争气;;一种新的匹配滤波器工程实现方法[J];电声技术;2009年05期
7 郑津;陈利学;梅大成;;基于矩阵的混合型数字匹配滤波器的研究[J];计算机应用;2010年06期
8 王彦;谢晓方;朱宗键;;裂纹检测中的匹配滤波器构造方法研究[J];计算机与现代化;2011年06期
9 刘会红;;并行数字匹配滤波器的设计[J];无线电工程;2011年07期
10 张肇群;全息多重阵列匹配滤波器[J];华中理工大学学报;1988年04期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 张会林;简献忠;;光电混合目标识别系统中振幅补偿匹配滤波器设计[A];2005年中国光学学会全息与光学信息处理专业委员会年会暨建会20周年纪念会[C];2005年
2 冯升同;王大勇;江竹青;陶世荃;刘汉承;;多重体全息匹配滤波器旋转不变相关识别[A];2005年中国光学学会全息与光学信息处理专业委员会年会暨建会20周年纪念会[C];2005年
3 刘文耀;董世洪;张以谟;李豫华;刘锡久;姜泓;;集成光学相关器及匹配滤波器的优化设计[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
4 何庆;游庆瑜;索智群;乔东海;;用于水声释放的数字匹配滤波器及其FPGA实现[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
5 孙永刚;张永学;;差分相干在部分匹配滤波器与FFT快速捕获结构中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 魏玲;王玉良;;扩频通信中匹配滤波器及其多路复用的设计与实现[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
7 王平波;蔡志明;;带高斯化预处理的匹配滤波研究[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
8 丁瑞新;陈励军;;沉底目标检测及数据处理[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(下)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨媛;神经元MOS及其应用电路的研究[D];西安理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴伟;光学相关模式识别中匹配滤波器的设计研究[D];国防科学技术大学;2008年
2 杨利容;射频无源匹配滤波器的优化设计[D];大连海事大学;2006年
3 周青云;相位匹配滤波器在面波检测中的应用[D];西安电子科技大学;2006年
4 孙鹏;匹配滤波器和正交可变扩频因子的研究及实现[D];大连理工大学;2006年
5 谭诤;基于神经元MOS的直扩匹配滤波器结构优化[D];西安理工大学;2005年
6 郭兴阳;基于FPGA的匹配滤波器的优化设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
7 孙俏慧;一种空地测控系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
8 王飞;数字匹配滤波器的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 李锦煊;神经元MOS电路在通信系统中的应用研究[D];浙江大学;2010年
10 袁昱;基于匹配滤波器与FFT的扩频码快速捕获算法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
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