机构

Delft University of Technology

73 篇

ISSCC 2026Session 9Wireless
Tianqi Lu1, Bo Zhao2, Sijun Du1
本文提出一种用于无线功率传输的单级双极四输出稳压整流器,仅用五个功率开关实现四个独立调节的双极输出。采用线圈复用DC-DC模式在重负载条件下维持工作,实现了91%的峰值效率和173mW的输出功率。
仅用五个功率开关实现单级双极四输出稳压整流器,简化了系统复杂度。
提出线圈复用DC-DC模式,在接收端输入功率受限的重负载条件下仍能持续工作。
ISSCC 2026Session 3Wireless180nm CMOS
Tianqi Lu, Sijun Du
该论文提出了一种单电感链路的无线功率与全双工数据传输系统,工作于40.68MHz,同时实现17Mb/s上行(RLK)和3.4Mb/s下行(Instant-CSK)数据速率,峰值效率61.1%,输出功率>50mW,消除了传统ASK/LSK之间的权衡,适用于植入式医疗设备。
提出共振长度键控(RLK)调制方式,实现高速上行数据传输。
提出瞬时载波暂停键控(Instant-CSK)调制方式,实现下行数据传输且不影响功率传输。
ISSCC 2026Session 3Wireless
Xiayang Li*1, Wenyu Peng*1, Limitha Kumar1, Xiaoxi Zhao1, Cheng Huang2, Sijun Du1
本文提出一种用于植入式医疗设备超声无线能量传输的电池供电混合谐振脉冲串发生器ASIC。该芯片集成了自适应频率跟踪和残余能量回收技术,采用开关电容-谐振混合架构,实现了68.6%的Cp损耗降低和21.7%的端到端效率。
提出混合谐振脉冲串发生器架构,结合开关电容和谐振技术,在超声无线能量传输中实现高效能。
实现自适应频率跟踪,动态优化谐振条件以提升传输效率。
ISSCC 2026Session 19Power Management
Yunzhe Yang1, Xin Zhang2, Sijun Du1
本文提出了一种名为piggybacked SC-on-CSCR的片上开关电容转换器,通过消除高压开关并联合利用MOM和MOS电容,实现了5.67mW/mm²的功率密度。该转换器采用模块化设计,支持12-60V宽输入和1.8-5V输出,峰值效率71.5%,并具备快速高压启动保护功能,适用于电动汽车等低压电源场景。
提出piggybacked SC-on-CSCR结构,通过消除高压开关和联合利用MOM与MOS电容,显著提高了功率密度。
采用芯片级模块化设计,支持宽输入电压范围(12-60V)和可调输出电压(1.8-5V),增强了系统灵活性。
ISSCC 2026Session 16Power Management
Shunmin Jiang1, Tiansu Wang1, Patrick Mercier2, Sijun Du1
该论文提出了一种基于压电谐振器的sigma转换器,采用片上sigma调节系统实现精确高效的直流-直流转换,并引入零待机sigma模式以改善瞬态响应和输出功率,解决了传统片外控制器的挑战。PR转换器和PR-sigma转换器分别实现了91.2%和90.7%的峰值效率。
提出片上sigma调节系统,替代传统片外控制器,实现压电谐振器基DC-DC转换器的精确控制。
实现6相2自由度(2-DoF)片上调节,提高调节精度和灵活性。
ISSCC 2026Session 16Power Management
Yunzhe Yang, Sijun Du
本文提出一种单电感多通道热电能量收集接口,通过不均匀温度下的最大功率点跟踪(MPPT)技术,将能量转换效率提升39.6%,并采用抽头电感启动电路实现62mV超低电压启动,无需额外电感或开关。整体设计达到90.51%的峰值端到端效率。
提出多通道热电能量收集接口,实现不均匀温度条件下的最大功率点跟踪(MPPT),相比传统方案效率提升39.6%。
采用抽头电感启动电路,可在62mV超低输入电压下自启动,无需额外电感或串联开关,降低系统复杂度。
ISSCC 2026Session 16Power Management
Wenyu Peng, Jida Peng, Willem van Driel, Guoqi Zhang, Sijun Du
提出了一种基于预充电电压的扰动观察最大功率点跟踪算法的单级双向整流器,用于摩擦电能量收集。通过动态定位真实最大功率点并补偿电路非理想性,实现了93%的MPPT效率,相比全桥整流器能量增强8.86倍。
提出单级双向整流器结构,简化了传统MPPT实现。
基于预充电电压的P&O MPPT算法,能够动态定位真实最大功率点并考虑电路非理想性。
ISSCC 2025Session 35Medical & Bio
Peng Guo, Zu-Yao Chang, Michiel A. P. Pertijs, Tiago L. Costa
该论文提出了一种基于单电感的高压发射波束形成器,用于可穿戴超声设备,旨在实现低功耗、紧凑的癫痫治疗系统。通过创新的功率管理技术,实现了88%的fCV2功率降低,显著提升了能效。
提出单电感结构实现高压发射波束形成,减小芯片面积并降低复杂度。
通过优化驱动方案,将传统fCV2功率损耗降低88%,大幅提升能效。
ISSCC 2025Session 31Power Management
Shunmin Jiang*1, Xinling Yue*1, Yuchen Ma1, Chao Wang2, Sijun Du1
本文提出了一种无整流器的压电能量采集接口,采用感测和跟踪最大功率点追踪技术,实现了单周期收敛,解决了传统整流器导致的功率损耗和MPPT收敛慢的问题。该设计适用于物联网边缘设备中的周期振动能量采集。
提出无整流器架构,消除了传统整流桥的电压降和功率损耗
采用感测和跟踪MPPT方法,在单周期内完成最大功率点追踪,显著提高收敛速度
ISSCC 2025Session 31Power Management
Yuchen Wei*1, Xinling Yue*1, Zhiyuan Chen2, Sijun Du1
该论文提出了一种无电感、无电容的同步压电-电磁混合能量收集平台,通过线圈共享技术同时收集两种振动能量,解决了传统SSHI整流器依赖外置大电感导致系统体积过大的问题。
首次实现无电感、无电容的同步压电-电磁混合能量收集架构,避免使用大体积无源元件。
提出线圈共享机制,将压电和电磁能量收集路径整合,提高功率密度并减小体积。
ISSCC 2024Session 6Image Sensors
Imad Bellouki1, Nuriel Rozsa1, Zu-yao Chang1, Zhao Chen1, Mingliang Tan1,2, Michiel Pertijs1
该论文提出了一种用于电池供电超声设备的谐振高压脉冲发生器,解决了从低电压电池高效驱动超声换能器以产生足够声压的挑战。通过谐振拓扑结构,实现了高压脉冲的高能效生成,适用于可穿戴健康监测应用。
采用谐振电路拓扑,从低电压电池高效升压生成数十伏的高压脉冲,提升能量转换效率。
针对电池供电场景优化,降低功耗并减小体积,适用于便携式超声贴片设备。
ISSCC 2024Session 31Power Management
Wenyu Peng, Xinling Yue, Lukasz Pakula, Sijun Du
本文提出了一种基于电容的偏置翻转整流器,结合静电电荷增强技术,用于摩擦纳米发电机(TENG)的能量收集。该设计旨在解决传统被动整流器能量提取效率低的问题,通过优化电荷管理显著提升输出功率。
采用电容式偏置翻转结构,实现TENG电容的快速电压翻转,降低能量损耗
引入静电电荷增强机制,利用额外电荷注入提升能量提取效率
ISSCC 2024Session 3Analog Circuits
Nandor G. Toth, Kofi A. A. Makinwa
本文提出了一种基于NPN的β补偿温度传感器,通过结合低噪声电流模式前端、β补偿方案、动态误差校正和室温校准,同时实现了高精度(±0.1°C 3σ,-55°C至125°C)和高能效(200fJ∙K2 FoM),解决了NPN型传感器精度不足的问题。
首次在NPN基温度传感器中结合β补偿方案,在保持高能效的同时大幅提升精度。
采用低噪声电流模式前端和动态误差校正技术,进一步降低噪声和失调。
ISSCC 2024Session 27Wireless
Tianqi Lu, Sijun Du
本文提出一种13.56MHz无线功率传输系统,采用混合电压/电流模式接收器和全局数字PWM调节,以解决弱耦合和负载变化下电压转换比不足的问题,提高系统鲁棒性。
提出混合电压/电流模式接收器,结合两种模式优点,在宽耦合范围内实现高电压转换比和高效率。
采用全局数字PWM调节技术,动态优化接收器工作点,增强对耦合和负载变化的鲁棒性。
ISSCC 2024Session 21Other
Huajun Zhang1, Haochun Fan1, Miao Zhang1, Marco Berkhout2, Qinwen Fan1
本论文提出了一种采用反馈-after-LC架构的Class-D音频放大器,通过电流反馈技术实现了530kHz的LC滤波器截止频率,同时达到-106.3dB的THD+N。该设计有效减小了LC滤波器的体积和成本,满足了汽车等应用对EMI的严格要求。
提出反馈-after-LC架构,将反馈点置于LC滤波器之后,允许使用更高的LC滤波器截止频率(530kHz),从而大幅减小滤波器的体积和成本。
采用电流反馈技术代替传统的电压反馈,有效补偿LC滤波器的相位和增益误差,在宽带内保持低失真和高稳定性。
ISSCC 2023Session 30Power Management
Xinling Yue, Sundeep Javvaji, Zhong Tang, Kofi A.A. Makinwa, Sijun Du
该论文提出了一种用于压电能量收集的偏转整流器,采用基于占空比的最大功率点跟踪(MPPT)算法,解决了传统MPPT算法跟踪效率低的问题,实现了98%的峰值MPPT效率。
提出基于占空比的MPPT算法,无需传统Perturb & Observe中的比较器,降低功耗和复杂度
设计高效偏转整流器,结合阻抗匹配与MPPT,实现高功率提取效率
ISSCC 2023Session 3Other0.18µm CMOS
Xiaomeng An*1,2, Sining Pan*1,3, Hui Jiang2, Kofi A. A. Makinwa1
本文提出一种基于RC振荡器的紧凑型频率参考,采用单点片上修调技术,在-45°C至125°C宽温度范围内实现±0.28%的精度,芯片面积仅0.01mm²。有效解决了传统RC振荡器需要多点修调或大面积温度补偿电路的问题。
采用单点片上修调(1-point on-chip trimming)技术,无需多点修调或复杂温度补偿,大幅减小芯片面积。
在0.18µm工艺下实现0.01mm²的超小面积,同时保持宽温度范围内的高精度(±0.28%)。
ISSCC 2023Session 3Other
Thije Rooijers1,2, Johan H. Huijsing1, Kofi A. A. Makinwa1
该论文提出了一种采用松弛填充技术的斩波稳定放大器,以解决因放大器延迟导致的输入信号与斩波时钟交互引起的互调失真问题。该技术通过减少输出尖峰,显著改善了线性度,并实现了22.6pA的超低输入电流。
提出松弛填充技术(Relaxed Fill-In Technique),在不增加功耗的前提下补偿斩波放大器中的时间失配,抑制互调失真。
实现了22.6pA的极低输入电流,适用于高精度传感器接口等应用。
ISSCC 2023Session 23Analog Circuits
Nandor G. Toth*1, Zhong Tang1, Teruki Someya1,3, Sining Pan*1,2, Kofi A. A. Makinwa1
本文提出了一种基于BJT的温度传感器,采用紧凑的连续时间读出方案,避免了传统离散时间读出方案的kT/C噪声限制。该传感器在-55°C到125°C范围内实现了±0.1°C (3σ)的高精度,同时具有0.85pJ∙K²的分辨率FoM,仅需1点校准。
采用连续时间读出方案代替离散时间读出,有效避免了kT/C噪声对精度的限制。
在宽温度范围内仅需1点校准即可达到±0.1°C的精度,优于电阻式传感器需2点校准的方案。
ISSCC 2023Session 23Analog Circuits
Zhong Tang1, Sining Pan1,2, Kofi A. A. Makinwa1
本文提出一种亚1V、810nW的电容偏置BJT温度传感器,通过电容偏置技术实现低电压工作,同时利用BJT的高精度特性,在-55°C至125°C范围内达到±0.15°C(3σ)的1点校准精度,比现有电容偏置BJT传感器精度提升4倍。
采用电容偏置(CB)技术使BJT温度传感器在亚1V电源电压下工作,同时保持高精度。
实现了810nW超低功耗,且精度达到±0.15°C(3σ),显著优于同类CB BJT传感器。
ISSCC 2023Session 23Analog Circuits
Amirhossein Jouyaeian1, Qinwen Fan1, Mario Motz2, Udo Ausserlechner2, Kofi A. A. Makinwa1
该论文提出一种混合磁电流传感器,采用双差分直流伺服环路,在5MHz带宽内实现51A量程和43mArms分辨率。通过优化斩波调制与自旋频率,解决了宽带宽高精度电流感测中的偏移与噪声问题。
提出混合磁电流传感器结构,结合霍尔板实现高精度与宽带宽
采用双差分直流伺服环路,有效抑制偏移和低频噪声
ISSCC 2022Session 31Other
Shoubhik Karmakar1, Marco Berkhout2, Kofi A. A. Makinwa1, Qinwen Fan1
提出了一种无电阻的Class-D压电扬声器驱动器,采用双电压/电流反馈技术抑制LC谐振,实现了-91dB THD+N的高保真性能,同时提高了效率。
采用无电阻结构替代传统串联电阻,减少功率损耗。
引入双电压/电流反馈环路,有效抑制LC谐振,保证稳定性。
ISSCC 2021Session 6RF & Wireless
Mohammad Ali Montazerolghaem1, Sergio Pires2, Leo C.N. de Vreede1, Masoud Babaie1
本文提出了一种针对5G NR应用的抗阻塞接收机,采用三阶滤波技术解决了窄频率间隔下-15dBm连续波阻塞带来的线性度挑战,实现了3dB噪声系数和160MHz射频带宽。
采用三阶滤波架构增强抗阻塞能力,同时保持低噪声和宽带宽。
针对5G NR载波聚合和数字波束成形场景优化了带内线性度。
ISSCC 2021Session 5Analog Circuits
Arthur C. de Oliveira1, Jarno Groenesteijn2, Remco J. Wiegerink3, Kofi A. A. Makinwa1
提出一种MEMS Coriolis质量流量传感器,用于测量极小流量(<1克/小时)的液体和气体,解决了传统MEMS热流量传感器只能测体积流量、需针对不同流体校准的问题。该传感器实现了300µg/h/√Hz的分辨率和±0.8mg/h的零稳定性。
首次在MEMS Coriolis质量流量传感器中达到300µg/h/√Hz的高分辨率和±0.8mg/h的优异零稳定性。
无需针对不同流体进行校准,直接测量质量流量,并可通过谐振频率测量流体密度,显著减小系统尺寸和复杂度。
ISSCC 2021Session 5Analog Circuits
Sining Pan, Jan A. Angevare, Kofi A. A. Makinwa
该论文提出了一种混合温度传感器,结合了高精度但功耗高的热扩散率传感器和低精度但高效的电阻式传感器,利用前者对后者进行自校准,从而在无需外部温度参考的情况下实现±0.25°C(3σ)的精度。解决了电阻式传感器通常需要两点校准而成本高的问题。
提出混合架构,利用热扩散率传感器的高精度自校准电阻式传感器,无需外部温度参考。
实现了单点校准即可达到与两点校准相当的精度,降低了校准成本。
ISSCC 2021Session 5Analog Circuits
Jan A. Angevare1, Youngcheol Chae2, Kofi A. A. Makinwa1
该论文提出了一种高度数字化的电阻式温度传感器,面积仅2210µm²,通过1点修调在-55°C至125°C范围内实现±1.3°C(3σ)的精度,解决了微处理器和SoC中局部热点监测对小型化、中等精度和高速温度传感器的需求。
采用电阻式传感与数字读出架构,实现极小的芯片面积(2210µm²),适合密集布局中的局部温度监测。
通过1点修调技术,在宽温度范围内达到±1.3°C(3σ)的高精度,无需复杂校准。
ISSCC 2021Session 31Analog Circuits
Thije Rooijers1, Shoubhik Karmakar1, Yoshinori Kusuda2, Johan H. Huijsing1, Kofi A. A. Makinwa1
该论文提出了一种斩波稳定放大器,通过分析斩波引起的互调失真(IMD)主要源于放大器输入级的非线性,并采用一种新型的谐波抑制技术,实现了-107dB的IMD性能和28dB的斩波诱导IMD抑制,有效解决了输入频率接近斩波频率偶数倍时IMD折返至低频的问题。
揭示了斩波诱导IMD主要由放大器输入级非线性引起,而非传统认为的时钟馈通或电荷注入。
提出了一种谐波抑制技术,通过优化放大器设计来抑制斩波引起的IMD,无需使用扩频时钟,避免了噪声基底抬升。
ISSCC 2021Session 31Analog Circuits
Hui Jiang, Sining Pan, Çağrı Gürleyük, Kofi A. A. Makinwa
本文提出了一种16MHz RC频率参考,通过单点室温校准实现了在-45°C至85°C范围内±400ppm的精度,解决了传统RC频率参考需要两点校准且功耗面积大的问题。芯片采用0.14mm²面积,88μA功耗,相比先前工作实现了2倍的功耗和面积改进。
采用单点室温校准即可达到宽温范围±400ppm的高精度,避免了传统两点校准的成本和时间开销。
通过电路设计优化,在0.14mm²小面积和88μA低功耗下实现16MHz输出,相比同类工作功耗和面积均降低约2倍。
ISSCC 2021Session 14mm-Wave
Masoud Pashaeifar, Leo C. N. de Vreede, Morteza S. Alavi
提出一种24-30GHz双正交直接上变频发射机,采用串联Doherty平衡功率放大器架构,解决了相控阵天线互耦导致的负载变化问题,同时满足5G高峰均比信号的效率要求。
创新点1:双正交直接上变频架构,实现宽带正交调制并降低镜像抑制对失配的敏感度
创新点2:串联Doherty平衡PA,在互耦导致的宽范围负载变化下仍能保持高效率和线性度
ISSCC 2020Session 3Analog Circuits
Sining Pan, Kofi A. A. Makinwa
提出了一种基于电阻的CMOS温度传感器,采用惠斯通电桥和连续时间ΔΣ调制器读出,通过嵌入return-to-CM DAC和尾电阻线性化OTA,实现了10fJ∙K2的能效指标和0.4°C(3σ)的高精度,覆盖-55°C到125°C的宽温度范围。
采用return-to-CM (RCM) DAC技术,提升了连续时间ΔΣ调制器的能效,从而降低整体功耗。
OTA中使用尾电阻线性化方案,改善了调制器的线性度和噪声性能,有助于提高温度传感精度。
ISSCC 2020Session 3Analog Circuits标准CMOS(未明确节点)
Çağrı Gürleyük, Sining Pan, Kofi A. A. Makinwa
本文提出一种16MHz CMOS RC频率参考,通过数字线性温度补偿在-45°C至85°C范围内实现±400ppm的精度,旨在替代传统的石英晶体振荡器以降低系统成本和功耗。该设计在标准CMOS工艺中集成了RC时间常数,功耗低于1mW,适用于USB 2.0等有线通信标准。
采用数字线性温度补偿技术,在宽温度范围内实现高精度频率参考,无需外部晶体。
基于RC时间常数的架构实现了低功耗(<1mW)与竞争性精度(±400ppm)的平衡。
ISSCC 2020Session 28Medical & Bio
Jae-Sung An1, Jong-Hyun Ra2, Eunchul Kang1, Michiel A. P. Pertijs1, Sang-Hyun Han3
本文提出了一种幅度调制多频激励方法,用于电容式触摸芯片组,有效减少多TX电极同时激励时的电荷溢出问题,实现了33.9dB的电荷溢出降低,同时保持高帧率和信噪比。
提出幅度调制多频激励(AM-MF)驱动方法,允许同时激励多个TX电极并减少电荷溢出
在不降低帧率或SNR的情况下,实现了33.9dB的电荷溢出抑制,优于传统时分、减幅或数字插值方法
ISSCC 2020Session 19Quantum & Photonics
Jiang Gong1, Yue Chen1, Fabio Sebastiano1, Edoardo Charbon2,3, Masoud Babaie1
该论文提出了一种用于量子计算的低温振荡器,在4-5GHz频率下实现了200dB的FoM。通过自动共模谐振校准技术,解决了低温下晶体管1/f噪声恶化导致的相位噪声问题。
提出自动共模谐振校准技术,动态调整振荡器共模谐振频率以抑制低温下增强的1/f噪声
在4-5GHz频率范围内实现200dB FoM,满足量子计算PLL的相位噪声要求(<1.9kHzrms)
ISSCC 2019Session 18Analog Circuits
Thije Rooijers, Johan H. Huijsing, Kofi A. A. Makinwa
本文提出了一种采用静音斩波方案的自稳零电压缓冲器,通过优化占空比的自稳零稳定环路,解决了传统自稳零缓冲器低频噪声高和输入电流随输入电压变化的问题,实现了低噪声和恒定输入电流。
提出静音斩波(Quiet Chopping)方案并结合自稳零稳定环路,有效降低低频噪声密度。
通过优化占空比,使自稳零缓冲器的低频噪声密度从原来的√5倍降低至与传统结构相当的水平。
ISSCC 2019Session 10RF & Wireless
Sining Pan, Kofi A. A. Makinwa
本文提出一种基于惠斯通电桥的温度传感器,采用FIR-DAC ADC替代传统连续时间ADC,在保持高能效的同时将面积和能效均提升2倍,实现了20fJ·K2的分辨率FoM。
使用FIR-DAC ADC架构替代传统连续时间ADC,显著减小传感器面积。
通过电路优化实现面积和能效同时提升2倍,优于现有技术。
ISSCC 2018Session 3Analog Circuits
Çağrı Gürleyük, Lorenzo Pedalà, Fabio Sebastiano, Kofi A. A. Makinwa
本文提出了一种CMOS双RC频率参考电路,通过采用双RC结构补偿温度漂移,实现了在-45°C至85°C范围内±250ppm的高精度,同时保持了低功耗特性,解决了传统RC频率参考精度低的问题。
提出双RC结构,通过两个RC网络的比例关系抵消温度影响,显著提高频率稳定度。
无需修调即可达到±250ppm精度,相比传统RC参考(~0.1%)精度提升约4倍。
ISSCC 2018Session 3Analog Circuits
Thije Rooijers, Johan H. Huijsing, Kofi A. A. Makinwa
本文提出了一种静默数字辅助自动调零稳定电压缓冲器,用于高阻抗传感器和采样电压参考的读出。该缓冲器通过自动调零稳定拓扑实现极低的输入电流(0.6pA)和偏移(0.6µV),同时避免了传统斩波放大器的高输入电流问题。
提出了一种自动调零稳定拓扑,其中单个放大器始终存在于信号路径中,减少了开关切换,从而降低了输入电流。
通过数字辅助技术进一步优化性能,实现了0.6pA的输入电流和0.6µV的偏移,显著优于传统斩波放大器。
ISSCC 2018Session 19RF & Wireless
Long Xu, Johan H. Huijsing, Kofi A. A. Makinwa
该论文提出了一种全集成±4A高侧电流传感器,支持25V输入共模电压范围,并采用1.5V单电源供电。通过使用超越电源轨的ADC和PTAT参考电压,解决了高侧电流传感中需要外部电阻分压器或电平移位器的问题,同时补偿了片上金属分流器的温度依赖性。
采用超越电源轨的ADC实现高侧电流传感,无需外部电阻分压器或电平移位器,降低了功耗和系统复杂度。
利用PTAT参考电压补偿片上金属分流器的温度依赖性,在-40°C至85°C范围内实现0.9%的增益误差。
ISSCC 2018Session 19RF & Wireless
Sining Pan, Kofi A. A. Makinwa
该论文提出一种基于Wheatstone桥的电阻温度传感器,采用zoom-ADC架构大幅减小面积(0.25mm²),在-55°C至125°C范围内实现了0.12°C(3σ)的高精度,同时达到领先的能效,解决了传统桥式传感器面积大、能效低的问题。
采用zoom-ADC架构,使Wheatstone桥传感器面积比先前工作减少3倍,达到0.25mm²。
通过一阶拟合和系统非线性校正,实现0.12°C(3σ)的业界最佳不准确度,覆盖-55°C至125°C宽温范围。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Hui Jiang, Kofi A. A. Makinwa, Stoyan Nihtianov
本文提出一种低噪声节能的桥式读出集成电路,通过稳定的桥偏置补偿方案抑制偏置漂移,实现了3.7nV/√Hz的输入噪声功率谱密度和44.1的功率效率因子,适用于精密传感应用。
提出一种稳定的桥偏置补偿方案,有效减少偏置漂移对测量精度的影响
在保持低噪声(3.7nV/√Hz)的同时实现高能量效率(PEF=44.1)
ISSCC 2017Session 9Sensors
Bahman Yousefzadeh, Kofi A. A. Makinwa
本文提出了一种基于BJT的温度传感器,通过结合电压校准技术和片上加热器,在室温下进行纯电学测量即可实现封装鲁棒性校准。该传感器在-55°C至+125°C范围内达到±0.3°C(3σ)的不精确度,解决了传统温度校准需要精确温度环境的问题。
提出电压校准技术与片上加热器结合的方法,使传感器在室温下即可完成校准,无需外部温度参考。
片上加热器可在0.5秒内将感测BJT从室温加热至约85°C,实现快速自热校准,提升封装鲁棒性。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Sining Pan1, Yanquan Luo1,2, Saleh Heidary Shalmany1,3, Kofi A. A. Makinwa1
本文提出了一种基于电阻的CMOS温度传感器,通过优化读出电路实现了极低的功耗和1/f噪声抑制,达到了0.13 pJ·K²的优异分辨率FOM。该传感器适用于温度补偿频率参考等应用,解决了传统电阻传感器功耗高或噪声大的问题。
提出了一种新型电阻温度传感器架构,在保持高分辨率的同时显著降低了功耗,实现了0.13 pJ·K²的FOM。
通过电路设计技术有效抑制了1/f噪声,提升了传感器的能量效率。
ISSCC 2016Session 15Data Converters
Burak Gönen1, Fabio Sebastiano1, Robert van Veldhoven2, Kofi A. A. Makinwa1
该论文提出了一种动态Zoom-ADC,通过将SAR ADC与ΔΣ ADC动态结合,解决了传统Zoom-ADC只能处理准静态信号的问题,使其能处理时变信号。在20kHz带宽内实现了107.5dB动态范围,仅消耗1.65mW功率和0.16mm2面积,兼具高能效和小尺寸。
提出动态Zoom-ADC架构,通过动态组合SAR和ΔΣ转换实现连续信号处理,突破了传统Zoom-ADC仅限准静态信号的限制。
优化电路实现,在保持高线性度和高动态范围的同时,显著降低功耗和面积,达到0.16mm2和1.65mW。
ISSCC 2016Session 11Sensors40nm CMOS
Uğur Sönmez, Fabio Sebastiano, Kofi A.A. Makinwa
该论文提出了一种基于热扩散原理的紧凑型温度传感器,在40nm CMOS工艺中实现了1650µm²的小面积和±0.75°C的高精度,解决了传统MOS/BJT传感器在纳米工艺下面积大、需多点校准的问题。
利用热扩散率随温度变化的物理特性实现温度传感,避免了传统器件对工艺和电压的依赖。
通过斩波稳定技术和动态元件匹配,在极小面积内达到亚度级精度,无需多点校准。
ISSCC 2016Session 11Sensors
Junfeng Jiang, Kofi Makinwa
本文提出一种混合多路径CMOS磁传感器,结合霍尔传感器和拾取线圈的优势,解决了传统CMOS霍尔传感器在高带宽下分辨率下降的问题。该传感器实现了210μTrms的分辨率和3MHz的带宽,适用于非接触电流检测应用。
提出混合多路径架构,同时利用霍尔传感器在低频和中频的线性度以及拾取线圈在高频的微分特性,实现全带宽内的高分辨率。
在标准CMOS工艺中实现,无需额外工艺步骤,便于集成和低成本生产。
ISSCC 2015Session 5Analog Circuits
Long Xu1, Burak Gönen1, Qinwen Fan2, Johan H. Huijsing1, Kofi A. A. Makinwa1
本文提出一种用于电流检测的高压ΔΣ ADC,采用电容耦合高压斩波器实现±30V输入共模范围,结合相关双采样和系统级斩波将失调降至8µV,在5V单电源下达到110dB SNR,解决了传统ADC在高压电流监测中共模范围受限和精度不足的问题。
采用电容耦合高压斩波器,使ADC在5V单电源下实现±30V的输入共模范围,可处理超出电源轨的信号。
结合相关双采样与系统级斩波技术,在全共模范围内将最大失调抑制到8µV。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Rui Quan, Ugur Sonmez, Fabio Sebastiano, Kofi A. A. Makinwa
该论文提出了一种基于热扩散率(TD)的温度传感器,通过VCO读出电路数字化电热滤波器中的热脉冲延迟,实现了小面积(4600μm²)、中等精度(1.5°C 3σ)和0.9kS/s的采样率,适用于微处理器片上温度监控。
采用热扩散率原理实现温度传感,利用VCO读出电路直接数字化温度相关延迟,简化了读出架构。
在极小的芯片面积(4600μm²)内实现了完整的温度传感功能,有利于片上集成和布局。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Hui Jiang, Zu-yao Chang, Michiel Pertijs
该论文提出了一种基于振铃衰减的读出电路,用于谐振传感器,通过测量谐振频率和品质因数,实现了低功耗(<80nJ)和高精度(30ppm)的传感。解决了传统振荡器读出电路功耗高、受寄生电容影响大且只能提供频率信息的问题。
提出振铃衰减读出方法,同时提取谐振频率和品质因数,提供更丰富的传感信息。
采用脉冲激励和零交叉检测技术,实现低功耗(<80nJ)和高精度(30ppm)的频率测量。
ISSCC 2015Session 25RF & Wireless
Mina Shahmohammadi, Masoud Babaie, Robert Bogdan Staszewski
该论文提出了一种降低1/f噪声上变频的技术,应用于Class-D和Class-F振荡器,以改善近载波相位噪声性能。该技术避免了现有方案需要额外可调电感或恶化20dB/dec区域相位噪声的缺点。
提出一种新的1/f噪声上变频降低技术,不需要额外电感且不恶化20dB/dec区域相位噪声。
该技术适用于Class-D和Class-F两种振荡器架构,具有通用性。
ISSCC 2014Session 3RF & Wireless65nm CMOS
Massoud Tohidian, Iman Madadi, Robert Bogdan Staszewski
该论文提出了一种全集成的高度可重构离散时间超外差接收机,通过采用离散时间信号处理技术解决了传统超外差架构中高质量因子带通滤波器难以集成的问题,从而避免了零中频或低中频接收机中的闪烁噪声、时变直流偏移、带内本振泄漏和对二阶互调敏感等问题。
提出了一种基于离散时间技术的超外差接收机架构,实现了高IF下的图像抑制,无需高质量因子带通滤波器。
实现了高度可重构性,支持多种工作模式和带宽配置,提高了接收机的灵活性和适应性。