Рассмотрены аспекты проектирования интегральной схемы трансмиттера на основе гетеропереходных SiGe-транзисторов. Особенностью схемы является применение высокоскоростных АЦП, а также использование оригинальной схемотехники для фазовой автоподстройки частоты с низкой величиной фазового шума. Проведены компьютерное моделирование и экспериментальные исследования устройства передачи радиосигнала для скорости 1,35 Гбит/с. Экспериментальные результаты хорошо совпадают с результатами моделирования.
Описана технология формирования наноуглеродных эмиттеров для интегральных автоэмиссионных элементов. Определены режимы получения различных углеродных пленочных структур: алмазных, графитовых, графеноподобных. Исследован низкотемпературный метод получения ультрадисперсных алмазов. Показано, что высокие эмиссионные свойства наноалмазографитовых эмиттеров обеспечиваются за счет эффекта самоорганизации алмазных нанокристаллов в графитовой пленке в процессе осаждения пленок из паров этанола при низком давлении с использованием высоконеравновесной СВЧ-плазмы. На основе разработанного метода изготовлены и исследованы экспериментальные образцы интегральных автоэмиссионных диодов с наноалмазографитовыми эмиттерами. Получены следующие параметры интегральных автоэмиссионных диодов: порог эмиссии 2,5 В/мкм, плотность эмиссионного тока 1,75 А/см. При исследовании эмиттеров лезвийного типа получена наибольшая плотность тока - более 20 А/см.
Рассмотрены вопросы проектирования интегральной схемы эквалайзера на основе гетеропереходных кремний-германиевых транзисторов. Особенностью устройства является применение высокоскоростных настраиваемых блоков эквалайзеров. Проведены компьютерное моделирование и экспериментальные исследования устройства передачи сигнала для скорости 12,5 Гбит/с. Экспериментальные результаты хорошо совпадают с результатами моделирования.
Применяемые методы повышения устойчивости микросхем к воздействию тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) часто приводят к ухудшению производительности, потребляемой мощности и площади. ТЗЧ, проходя через материал полупроводника, ионизируют его, порождая электронно-дырочные пары. В дальнейшем частицы могут быть «захвачены» электрическим полем и вызвать импульс напряжения на информационных линиях, который искажает данные и приводит к сбоям функционирования. В работе для уменьшения влияния одиночных событий предложено применять специализированные ячейки, позволяющие сохранять записанную информацию при воздействии на нее ТЗЧ. В основе таких ячеек лежит принцип мультиплицирования данных для восстановления их после воздействия. Основная проблема - одновременное воздействие ТЗЧ на несколько копий данных. Проведен анализ чувствительных узлов DICE-защелки с сигналом асинхронного сброса. Представлена методика выделения наборов чувствительных узлов, взаимное расположение которых влияет на чувствительность триггера к воздействию ТЗЧ. На основе данной методики разработано топологическое представление ячейки триггера. Предложенная методика позволяет анализировать чувствительные узлы D-триггеров разной модификации. Минимальное расстояние между чувствительными узлами полученной ячейки в 4,5 раза больше, чем у ее стандартного аналога. При этом увеличение площади DICE-триггера с сигналом асинхронного сброса составило всего 8%.
Рассмотрены аспекты проектирования интегральной схемы пребразователя NRZ-кода в NRZM-код на основе гетеропереходных арсенидгаллиевых транзисторов. Особенностью схемы является применение индуктивной коррекции, позволяющей расширить полосу пропускания преобразователя. Проведены компьютерное моделирование и экспериментальные исследования устройства для скорости передачи 12,5 Гбит/с. Экспериментальные результаты хорошо совпадают с результатами моделирования.
Рассмотрена возможность использования новых технологий для реализации активных СВЧ-блоков приемо-передающих модулей. Дан сравнительный анализ технологических процессов для реализации управляющих устройств. Проведена оценка возможных достижимых параметров универсального управляющего кристалла Х-диапазона, реализованного по кремний-германиевой технологии.
В интегральных КМОП-схемах под действием космической радиации происходят различного рода нарушения функционирования. Частицы высокой энергии при взаимодействии с материалом полупроводника вносят неравновесный заряд, способный вызывать импульсы тока и напряжения на логических выводах внутренних схем. При дальнейшем распространении импульсы могут привести к разным видам одиночных событий. Один из вариантов борьбы с одиночными событиями - использование специальных ячеек с повышенной стойкостью к воздействию тяжелых заряженных частиц. Представлен новый вариант сбоеустойчивого триггера на основе DICE для использования в приемных трактах бортовой аппаратуры. Одна из особенностей приемных трактов - наличие большого числа конфигурационных регистров. Изменения данных в регистрах происходят крайне редко, что позволяет использовать в них предлагаемый вариант триггера. Получен критерий для применения данного триггера. Продемонстрированы теоретические расчеты показателей стойкости к воздействию тяжелых заряженных частиц по сравнению со стандартным DICE-триггером. Представлен физический уровень предлагаемого триггера. Данный триггер имеет сходные показатели устойчивости к воздействию тяжелых заряженных частиц космического пространства относительно стандартного DICE-триггера. При этом предлагаемый триггер имеет выигрыш по площади ~ 20%, что может дать около 10% уменьшения площади приемного тракта.
Рассмотрена проблема выбора структурной схемы модулятора при проектировании дельта-сигма-АЦП, предназначенных для мультистандартной обработки. Предложен подход по созданию архитектуры модулятора и выявлению ограничений, связанных со спецификой применения. Выбрана многокаскадная архитектура, которая позволяет простым способом включать и отключать каскады модулятора, подстраиваясь под нужный режим работы и сохраняя стабильность, а также низкую восприимчивость к технологическим разбросам.