- 闫永可;张建花;郭泽峰;张国禹;JAWAD Ali;
CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)介电陶瓷因具有显著的巨介电常数，在陶瓷电容器领域展现出巨大的应用潜力。然而，由于CCTO的介电损耗(tanδ)相对较高，使其在应用和发展方面受到极大限制。为了优化其性能，针对其tanδ较高的弱点，采用溶胶-凝胶法制备了Ca_(1-x)Zn_xCu_3Ti_4O_(11.75)F_(0.5)-1%Nb_2O_5(x=0, 0.03, 0.05, 0.07)陶瓷，并系统研究了Zn元素在A′位取代对材料介电性能的调控机制。实验结果表明：Zn取代可显著促进晶粒生长，当取代量为x=0.05时，样品展现出最优综合性能：相对介电常数(ε′)提升至39400,同时tanδ降低至0.029,相较纯CCTO陶瓷实现了较大的性能提升。微观机理分析揭示：晶粒尺寸的变化和晶界电阻的显著增加是改善介电性能的关键，而击穿场强的变化则与Zn取代诱导的肖特基势垒高度变化密切相关。这种多元掺杂(取代)策略为开发高性能介电陶瓷提供了新的技术思路，对加快CCTO的实际应用具有重要意义。
2025年05期 v.44;No.399 489-499页 [查看摘要][在线阅读][下载 3314K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 陈康;朱晓云;王春丰;张文哲;
钛酸锶(SrTiO_3)压敏电阻器铜电极与钛酸锶基体间的结合力会降低严重影响器件的应用寿命，掌握提高铜电极附着力性能的相关机理至关重要。通过在铜浆中添加碳酸钠(Na_2CO_3),以提高铜电极的附着力，并探究其微观机理。采用丝网印刷在SrTiO_3基体上印制铜浆后烧结形成铜电极，研究了铜浆中玻璃与碳酸钠的反应过程以及电极膜层与基体间的元素扩散情况。结果表明：Na_2CO_3改变了玻璃的析晶转变过程，降低了玻璃的软化点和粘度，促进了SrTiO_3基体与电极间的元素扩散，从而有效提高了铜电极的附着力。当铜浆中添加质量分数1%的Na_2CO_3时，SrTiO_3基体上铜电极的附着力最大为19.65 N。本研究对铜电极附着力的理论研究具有一定的参考价值。
2025年05期 v.44;No.399 500-505页 [查看摘要][在线阅读][下载 1813K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陈林;李海侠;陈春宇;陈尚举;
运用基于密度泛函理论的第一性原理方法，针对本征β-Ga_2O_3以及不同浓度与掺杂位置条件下的Mg-Sn共掺杂β-Ga_2O_3,在完成几何结构优化之后，对各体系的光电性质展开了计算。结果显示，经过结构优化的掺杂体系展现出优异的热力学稳定性。掺杂引入的杂质能级显著改变了电子结构，导致带隙缩小且导电性增强。此外，掺杂体系的光吸收和光反射曲线出现红移，250～350 nm波段内光吸收强度显著提高，尤其在Ga_(22)Mg_((2))Sn_((1))O_(36)体系中表现得尤为突出，这些研究发现为高性能日盲紫外探测器的设计与开发提供了重要的理论依据。
2025年05期 v.44;No.399 506-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 杨振国;周位强;程炜超;朱腾;
随着工业自动化的迅猛发展，市场对低成本且高可靠性设备的需求日益增加。保险丝作为设备中不可或缺的重要元器件，通过在PCB(印刷电路板)上直接设计铜线路来实现其功能，不仅能够有效降低生产和材料成本，还能显著提升设备的整体可靠性。为了确保这种PCB保险丝设计的准确性和可靠性，提出了一种综合考虑PCB线宽、铜箔厚度和材料等多维因素的PCB保险丝模型。通过对比模型计算结果与实际测量数据，发现两者的偏差小于5%。这表明该模型在实际应用中具有极高的准确性和可行性。这种创新的设计方法不仅满足了现代工业对设备性能的高要求，也为未来电子设备的设计提供了新的思路和方向。
2025年05期 v.44;No.399 513-517+523页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 程飞鹏;辜丽欢;向艳;
以传统固相反应法制备了Ni_(0.75-x)Mn_(2.25)Nb_xO_4(x=0,0.15,0.25,0.35)NTC热敏电阻陶瓷。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电学性能测试，深入探究了Nb~(5+)掺杂对Ni_(0.75-x)Mn_(2.25)Nb_xO_4材料的相组成、微观形貌及阻温特性的影响机制。实验结果表明：当x≤0.15时，材料保持单一的立方尖晶石结构；当x≥0.25时，材料中出现尖晶石相(NiMn_2O_4)和MnNb_2O_6、Mn_3O_4第二相共存现象，且立方尖晶石结构的衍射峰强度大幅降低，第二相关联峰强度增加。当x≤0.15时，晶粒尺寸明显增加，多面体棱角特征明晰；随着掺杂量的增加，形貌明显不同于单相，晶界模糊。电性能测试显示，随着Nb~(5+)掺杂量的增加，Ni_(0.75-x)Mn_(2.25)Nb_xO_4材料的电阻率呈先减后增趋势，x=0.15时，材料的B_(25/50)=4160 K,电阻率最低(ρ=7786.61Ω·cm),呈现出“高B低阻”特性，实现了温度敏感性与低电阻特性的协同优化。本工作揭示了Nb~(5+)掺杂量通过调控尖晶石相纯度与晶粒生长行为影响载离子传输的微观机制，为高性能尖晶石型NTC热敏陶瓷的组分设计与性能优化提供了重要实验依据。
2025年05期 v.44;No.399 518-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 佟俊德;潘忻强;帅垚;罗文博;吴传贵;
基于可作为突触的非易失性忆阻器构建神经元，有望将构建突触和神经元统一到一种器件上，但基于非易失性忆阻器构建神经元的关键是需要完成发放后的置回，而目前缺乏针对忆阻置回方法的研究。针对具有良好忆阻特性的单晶LiNbO_3薄膜忆阻器，开展了置回特性研究。研究了等幅电压脉冲序列作用下的置回特性，发现其难以满足置回要求。在此基础上，研究了幅值渐变的电压脉冲序列的置回作用，重点研究了最大脉冲幅值和脉冲宽度的影响，优化了幅值渐变电压脉冲序列参数，厘清了置回作用与积分作用的平衡关系，采用最大脉冲幅值为7 V和脉冲宽度为40 ms的幅值渐变电压脉冲序列将单晶LiNbO_3薄膜忆阻器的电阻值置回至200 kΩ以下，并在20次积分-置回循环中具有稳定的阻值变化范围。
2025年05期 v.44;No.399 524-530页 [查看摘要][在线阅读][下载 1984K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 赵礼辉;刘静;郭辉;张东东;
为研究用户使用条件下的热力特性，提出一种基于动态工况下车用双面散热封装(Double-Sided Cooling, DSC)SiC模块的热力特性研究方法。建立了永磁同步电机数学模型与电机控制器负荷特性模型，以典型用户工况作为输入提取了负荷特性；基于DSC SiC模块损耗模型计算分析了功率损耗特性；以功率损耗作为热力耦合仿真的热载荷，评估了稳态与动态工况下DSC SiC模块的温度与应力，并分析了散热系数、封装材料等对其热力特性的影响。结果表明：芯片与下焊料层连接处的中心区域温度相比其他区域更高，热应力主要集中在芯片和焊料层连接的边角位置；考虑用户使用条件下的动态工况，能够更准确地评估模块的热力特性；优化散热系数以及选用如氮化铝陶瓷层、钼缓冲层等封装材料是提升DSC SiC模块可靠性和使用寿命的有效措施。
2025年05期 v.44;No.399 531-539页 [查看摘要][在线阅读][下载 3538K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 高东辉;张伶鳦;陈家海;黄煜炜;
针对当前混合集成抗辐射DC/DC变换器存在输出功率小、转换效率低等问题，在优化DC/DC变换器功率拓扑的基础上，采用先进的抗辐射GaN开关管，设计了一款70～120 V输入、28 V/150 W输出的高效混合集成抗辐射DC/DC变换器原理样机。首先对电路方案进行了详细研究，主要包括半桥拓扑结构工作原理分析、控制电路设计、抗辐射GaN隔离驱动电路设计等；其次对混合集成工艺方案进行了详细设计和分析；最后对抗辐射GaN器件的损耗进行了详细计算，对比了采用抗辐射GaN器件和采用抗辐射MOSFET的DC/DC电源效率。原理样机测试结果表明：在同等体积下，相比于现有产品，输出功率由120 W提升至150 W,功率密度提升25%,额定工况转换效率由85.4%提升至91.3%。理论分析与实验结果吻合，为抗辐射DC/DC变换器实现大功率、高效率和小型化提供了思路。
2025年05期 v.44;No.399 540-548+555页 [查看摘要][在线阅读][下载 2470K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 金怿伟;邢孟江;杨圆圆;李小珍;
现有的LTCF叠层变压器设计方法主要针对反激电源结构，且缺乏系统的设计流程。尝试将LTCF工艺引入LLC谐振变换器的变压器设计中，采用微磁叠层铁氧体基片作为磁导材料，探讨了一种新的LTCF变压器设计方法。该方法基于三明治结构的变压器绕组，将LLC谐振变换器中串联和并联的电感与变压器在非理想条件下的漏感以及励磁电感相结合，有效改善初次级线圈的耦合系数，并减少漏磁，实现器件数量的有效精简。同时，分析了线圈中心半径r、绕组宽度w_w和绕组间距w_g对变压器性能的影响。结果表明，该变压器在500 kHz至1 MHz频率范围内的耦合系数k可达0.847至0.986,验证了设计方法的有效性和准确性。此变压器可应用于小型电源模块电路中，以改善器件性能并缩小器件尺寸。
2025年05期 v.44;No.399 549-555页 [查看摘要][在线阅读][下载 1534K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王蒙军;马亚婷;
针对可穿戴天线在人体复杂电磁环境下的性能退化问题，提出一种基于人工磁导体(AMC)结构的织物天线。通过在辐射贴片上延伸枝节，实现1.575 GHz频段圆极化辐射和4.9 GHz频段线极化辐射。斜坡形地面和地板上的凹槽使天线在4.9 GHz频段表现出优异的圆偏振特性。进一步设计3×3 AMC单元阵列集成于天线正后方，每个单元由方形贴片和带T形槽的方环形贴片组成。仿真和实测结果表明，AMC天线的阻抗带宽分别为4.5%和12%,3 dB轴比带宽分别为3.0%和12.5%。人体穿戴实验表明，AMC结构能有效提高天线与人体之间的隔离度。在不同人体及不同部位的穿戴环境中，该AMC天线展现出了良好的S参数和轴比稳定性，使其适用于1.575 GHz北斗卫星定位和4.9 GHz物联网应用。
2025年05期 v.44;No.399 556-566+572页 [查看摘要][在线阅读][下载 5167K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 任建;许智超;何炳辉;张昕怡;
串行器/解串器(SerDes)及现代数据传输对速度的要求逐渐提高。设计了一种应用于高速数据采集的低压模拟前端模/数转换器(ADC)。伪循环展开架构采用多比较器设计，消除了转换周期中的复位动作，无源传输技术通过精确控制两级ADC的电容阵列权重，实现了余量电压的高效传输，从而提升了采样速率。电路基于CMOS 28 nm工艺实现。后仿结果表明，在电源电压0.9 V,吞吐率2.6 GS/s,输入信号幅度0.9 V,输入信号频率7.6172 MHz频率下，该ADC有效位数为7.06 bits,无杂散动态范围为62.70 dB,信噪失真比为44.28 dB。
2025年05期 v.44;No.399 567-572页 [查看摘要][在线阅读][下载 1963K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 马晨光;李严;殷树娟;
电源电压抑制比(PSRR)是低压差线性稳压源(LDO)的重要性能指标，较高的PSRR可以有效抑制纹波干扰，提高系统的稳定性。分析了带隙基准电压源的PSRR对LDO PSRR的影响，基于0.18μm CMOS工艺设计了一种具有高PSRR的带隙基准电压源，以此提升LDO的PSRR。采用的PSRR提升措施包括带电压负反馈的预调压电路、电容倍增电路以及低通滤波电路。仿真结果显示，基准源在100 Hz, 1 MHz, 3 MHz时，分别获得了137.9,93.6,87 dB的PSRR,对比其他基准源，提升约50 dB。采用该基准源的LDO与其他LDO相比，在1 Hz～3 MHz频率范围内，PSRR提升40～50 dB。可见，通过提升带隙基准电压源的PSRR可以显著提高LDO中频段的PSRR。
2025年05期 v.44;No.399 573-578页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]