Синтез последовательно-параллельного преобразователя на основе нормально открытых полевых GаAs-транзисторов с использованием эволюционных алгоритмов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлена новая методика синтеза схемного решения последовательно-параллельного преобразователя на основе 0.25 мкм GaAs pHEMT технологии с возможностью изготавливать только нормально открытые транзисторы. Показана применимость эволюционных алгоритмов для решения задачи структурно-параметрического синтеза последовательно-параллельного драйвера управления. Получено решение, которое схоже по структуре с решением разработчика, но обладает меньшим потреблением, более высоким быстродействием и теоретически меньше по размерам по сравнению с ранее разработанным драйвером. Сравнение результатов измерений и моделирования подтверждает работоспособность полученной схемы. Работа алгоритма синтеза занимает до 12 часов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. В. Билевич

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Россия, пр. Ленина, 40, Томск, 634050

А. С. Сальников

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Россия, пр. Ленина, 40, Томск, 634050

А. Е. Горяинов

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Россия, пр. Ленина, 40, Томск, 634050

И. М. Добуш

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Россия, пр. Ленина, 40, Томск, 634050

А. А. Калентьев

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Россия, пр. Ленина, 40, Томск, 634050

А. А. Попов

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Россия, пр. Ленина, 40, Томск, 634050

Список литературы

  1. Liu B., Zhao D., Reynaert P., Gielen G. G.E. // IEEE Trans. 2011. V. CDI-30. № 10. P. 1458. doi: 10.1109/TCAD.2011.2162067
  2. Castejon F., Carmona E. J. // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 137275. doi: 10.1109/ACCESS.2020.3011641
  3. Ding D., Zhang X., Zhang J. et al. // Proc. 2019 Int. Conf. Microwave and Millimeter Technology (ICMMT). Guangzhou 19–22 May. N.Y.: IEEE, 2019. Paper No. 8992460. doi: 10.1109/ICMMT45702.2019.8992460
  4. Koziel S., Bekasiewicz A. // IEEE Trans. 2016. V. MTT-64. № . 8. P. 2454. doi: 10.1109/TMTT.2016.2583427
  5. Koziel S., Bekasiewicz A., Kurgan P., Bandler J. W. // Proc. 2015 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Phoenix. 17–22 May. N.Y.: IEEE, 2015. Paper No. 7166738. doi: 10.1109/MWSYM.2015.7166738
  6. Nishino T., Itoh T. // IEEE Trans. 2022. V. MTT-50. № . 9. P. 2048. doi: 10.1109/TMTT.2002.802314
  7. Brito L. C., de Carvalho P. H.P. // Proc. 2003 SMBO/MTT-S Int. Microwave and Optoelectronics Conf. (IMOC). Foz do Iguacu. 23–20 Sept. N.Y.: IEEE, 2003. P. 135. doi: 10.1109/IMOC.2003.1244846
  8. Akada T., Fujimori K. // Proc. EuMC. Utrecht. 12–14 January. N.Y.: IEEE, 2021. P. 61. doi: 10.23919/EuMC48046.2021.9337992
  9. Majumder A., Chatterjee S., Chatterjee S. et al. // IEEE Microwave Wireless Components Lett. 2017. V. 27. № 4. P. 362. doi: 10.1109/LMWC.2017.2678437
  10. Liu B., Yang H., Lancaster M. J. // IEEE Trans. 2017. V. MTT-65 № 6. P. 1976. doi: 10.1109/TMTT.2017.2661739
  11. Anselmi N., Poli L., Rocca P., Massa A. // IEEE Trans. 2018. V. AP-66. № 12. P. 6906. doi: 10.1109/TAP.2018.2874433
  12. Choi K., Jang D.-H., Kang S.-I. et al. // IEEE Trans. 2016. V. MAG-52. № 3. P. 1. doi: 10.1109/TMAG.2015.2486043
  13. Ramella C., Longhi P. E., Nasri A. et al. // Proc. 2020 Int. Workshop on Integrated Nonlinear Microwave and Millimetre-Wave Circuits (INMMiC). Cardiff. 16–17 July. N.Y.: IEEE, 2020. Paper No. 9160147. doi: 10.1109/INMMiC46721.2020.9160147
  14. Pirola M., Quaglia R., Ghione G. et al. // Microelectronics J. 2014. V. 45. № 7. P. 864. doi: 10.1016/j.mejo.2014.04.036
  15. Harris M., Gui P. // Proc. 207 Texas Symp. on Wireless and Microwave Circuits and Systems (WMCS). Waco. 30–31 Mar. N.Y.: IEEE, 2017. Paper No. 8070676. doi: 10.1109/WMCaS.2017.8070676
  16. Bentini A., Pasciuto B., Ciccognani W. et al. // Int. J. Microwave Sci. Technol. 2011. V. 14. № 20. Article ID387137. doi: 10.1155/2011/387137
  17. Zhou S., Zhou S., Zhang J. et al. // Electronics. 2019. V. 8. № 4. Article No. 395. doi: 10.3390/electronics8040395
  18. Jeong J.-C., Yom I.-B., Kim J.-D. et al. // IEEE Trans. 2018. V. MTT-66. № 5. P. 2220. doi: 10.1109/TMTT.2017.2786698
  19. Ramella C., Estebsari M., Nasri A., Pirola M. // Electronics. 2021. V. 10. № 23. Article No. 3029. doi: 10.3390/electronics10233029
  20. Билевич Д. В. // Электрон. техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 2021. V. 3. № 550. P. 26.
  21. Kim D., Yeom K. // Microwave Opt. Technol. Lett. 2020. V. 62. № 6. P. 2289. doi: 10.1002/mop.32294
  22. Lee C.-D., Lee D., Yeom K. // J. Korean Inst. Electromagn. Eng. Sci. 2018. V. 29. № 3. P. 171. doi: 10.5515/KJKIEES.2018.29.3.171
  23. Wang K., Wang Z., Wang G. et al. // IEICE Electron. Express. 2017. V. 14. № 20. P. 1. doi: 10.1587/elex.14.20170924
  24. Lee H., Kim Y., Lee I. et al. // Electronics. 2020. V. 9. № 8. Article No. 1327. doi: 10.3390/electronics9081327
  25. Stesev G., Budanov D., Balashov E. et al. // Proc. 2020 IEEE Int. Conf. on Electrical Engineering and Photonics (EExPolyTech). St. Petersburg. 15–16 Oct. N.Y.: IEEE, 2020. P. 67. doi: 10.1109/EExPolytech50912.2020.9243862
  26. Shur M. GaAs Devices and Circuits. Boston: Springer US, 1987.
  27. Bilevich D., Salnikov S., Dobush I. // Proc. 2022 Int. Siberian Conf. on Control and Communications (SIBCON). Tomsk. 17–19 Nov. N.Y.: IEEE, 2022. Paper No. 10002977. 1. doi: 10.1109/SIBCON56144.2022.10002977
  28. Soto A. T., Ponce De León Sentí E. E., Aguirre A. H. et al. // Computación y Sisemas. 2010. V. 13. № 4. P. 409.
  29. Rengasamy Di., Rothwell B., Figueredo G. P. // Proc. 2020 Int. Joint Conf. on Neural Networks (IJCNN). Glasgow. 19–24 July. N.Y.: IEEE, 2020. Paper No. 9207051. doi: 10.1109/IJCNN48605.2020.9207051
  30. Qi J., Du J., Siniscalchi S. M. et al. // IEEE Trans. 2020. V. SP-68. P. 3411. doi: 10.1109/TSP.2020.2993164
  31. Burrier R. A., Singh H. P., Sadler R. A. et al.// Proc. 1990 IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. N.Y.: IEEE, 1990. V. 1. P. 587. doi: 10.1109/ISCAS.1990.112129

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Блок-схема цифрового драйвера управления.

Скачать (37KB)
3. Рис. 2. Схема регистра сдвига на основе элементов ИЛИ-НЕ.

Скачать (11KB)
4. Рис. 3. Вариации реализации схемы инвертора.

Скачать (11KB)
5. Рис. 4. Блок-схема генетического алгоритма.

Скачать (18KB)
6. Рис. 5. График штрафной функции.

Скачать (11KB)
7. Рис. 6. Полученная принципиальная схема инвертора.

8. Рис. 7. Микрофотография изготовленного бита драйвера.

Скачать (34KB)
9. Рис. 8. Схема измерительной установки: 1 – осциллограф, 2 – коаксиальное соединение, 3 – генератор сигналов произвольной формы, 4 – коаксиальный кабель, 5 – триаксиальный кабель, 6 – кристалл, 7 – низкочастотный зонд.

10. Рис. 9. Характеристики четырехразрядного регистра сдвига: 1 – моделирование; 2 – измерение.

Скачать (29KB)
11. Рис. 10. Характеристики одного бита драйвера управления: 1 – моделирование; 2 – измерение.

Скачать (26KB)

© Российская академия наук, 2024