ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ (МЭС)

Создание эффективных ускорителей нейронных сетей на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) задает новые требования к компиляторам, работающим с ПЛИС. Ускорители нейронных сетей состоят из очень большого числа идентичных схем. Примером таких схем являются умножители малой точности. Именно поэтому, для того чтобы получить максимальную производительность необходимо строить эти небольшие схемы оптимальным образом. В данном случае оптимальность подразумевается с точки зрения размера синтезируемой схемы и ее задержки. Точный синтез, основанный на задаче ВЫПОЛНИМОСТЬ (англ. satisfiability, SAT) - известная и эффективная техника для построения оптимальных схем для функций алгебры логики с маленьким числом входов. В данной работе был применен метод точного синтеза к адаптивным логическим модулям (АЛМ) современных ПЛИС корпорации Intel. Для этого был разработан программный комплекс на базе SAT-решателя, который строит оптимальные схемы на основе АЛМ блоков архитектуры Stratix10 и Agilex. Применяя данный программный комплекс для синтеза оптимальных схем умножителей небольшой размерности, было показано, что новые схемы на 10-50% эффективнее с точки зрения размера по сравнению со схемами построенными Quartus Complier. Кроме того, в некоторых случаях удалось получить схемы, которые имеют меньшее значение задержки. В заключение отметим, что, насколько нам известно, в данной работе впервые методы точного синтеза были применены к архитектурам современных коммерческих ПЛИС.

Методами атомно-силовой микроскопии изучена поверхность образцов аморфной электротехнической стали (фольги) Fe(Ni, Cu)(SiB) толщиной около 100 мкм, шириной 10 мм, длиной 50 мм, которая была получена методом сверхбыстрого охлаждения при распылении расплава на вращающемся барабане. На контактной поверхности фольги обнаружены характерные структурные элементы, наличие которых в различных местах поверхности может существенно влиять на электротехнические свойства материала.

В работе приводится обобщенная методика расчета схемы пассивного смесителя частот с управлением по току на любой промежуточной частоте с учетом резонансного характера входного импеданса источника тока и выходной нагрузки. Схема смесителя моделируется в среде Micro-Cap и результат сравнивается с расчетом. Предложена цепь компенсации гармоник на выходе плеч. Эта цепь позволяет существенно подавить уровень гармоник и повысить передаточный импеданс смесителя. Рассмотрены частотные зависимости передаточного импеданса.

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.