- 王祥祥;孙斌;尹良君;谢建良;陈海燕;
针对传统电磁兼容EMC暗室中铁氧体材料成本高、有机泡沫角锥易燃等问题，本研究研制了一种以水泥为基体、掺入锰锌与镍锌铁氧体的全无机复合吸波材料。通过优化铁氧体配比(镍锌铁氧体掺量为体积分数15%)与周期结构设计，以提升其低频吸收性能，并将其与碳纤维掺杂的水泥基空心薄板角锥材料复合，利用电磁仿真分析其协同吸收机制。结果表明，该复合结构在超宽频范围内表现出优异的吸收性能：在80～500 MHz频段，反射损耗小于-15 dB;使0.5～2 GHz频段，反射损耗小于-20 dB;在2～18 GHz频段，反射损耗小于-28 dB。协同吸收效应显著增强了单一材料吸收较弱的频段，在0.5～2 GHz频段的吸收带宽提升超过40%。本研究为开发低成本、阻燃、长寿命的新型EMC暗室吸波材料提供了有效的技术途径和理论依据。
2026年03期 v.45;No.409 251-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 848K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈佳瑶;陈国庆;贾娜买迪;彭敏;塔力哈尔·夏依木拉提;
首次采用逐层原位生长法制备了二维硫化钼/一维酞菁铜(2D-MoS_2/1D-CuPc)异质结材料，并系统研究了其气敏特性。通过XRD、XPS、SEM、EDS和FTIR等表征手段证实，CuPc已成功复合于MoS_2表面。气敏测试结果表明，A1、A2和A3传感器对氨气(NH_3)、丙酮(C_3H_6O)、甲醛(CH_2O)的响应与CuPc原位生长次数、加热区距离等因素密切相关，且气敏性能随着生长次数的增加呈现先升高后降低的变化趋势。当生长次数达到3次时，A3传感器相较于其他传感器，对NH_3、C_3H_6O和CH_2O气体均表现出最优响应特性，其中对NH_3的敏感性最高，响应值达0.29,响应-恢复时间分别为15.0 s和12.5 s。机理分析表明，2D-MoS_2/1D-CuPc复合材料气敏性能的提升归因于异质结间高效的电荷转移与大比表面积提供的充足气体吸附位点形成协同作用。本研究结果为基于低维材料的高性能异质结气敏传感器设计提供了新思路。
2026年03期 v.45;No.409 258-266+275页 [查看摘要][在线阅读][下载 1844K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 骆钊霖;黎琼钰;陈家宁;林鹤;
为揭示参数优化对二维α-In_2Se_3铁电场效应晶体管(FeFET)性能的调控规律，通过Silvaco TCAD软件对器件进行系统性仿真研究，对比分析了MFIS与MIFIS两种结构器件的非易失性存储(NVW)性能差异。实验结果表明，提升栅压可显著扩大存储窗口宽度；漏压降低至0.1 V时，器件关态电流降幅达50%;双介电层MIFIS结构通过优化电场分布，开关比优于单介电层MFIS结构器件。进一步研究发现，高介电常数(High-κ)介电层可提高铁电极化效率；界面态密度需控制在1×10~(12) cm~(-2)以下以维持器件的存储稳定性；当源/漏区掺杂浓度为1×10~(20) cm~(-3)、衬底掺杂浓度为1×10~(17) cm~(-3)时，器件综合性能最优；而掺杂浓度过低或过高，均会导致器件整体性能下降30%以上。通过多维度性能仿真实现了对FeFET的性能预测，不仅为该领域的系统性研究提供了重要补充，更为后续实验设计与参数优化提供了关键参考。
2026年03期 v.45;No.409 267-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张涛;蒲明阳;刘劲;
运算放大器作为模拟电路中的重要组成单元，在实际应用中通常需要更高的精度与速度。针对先进工艺节点下器件沟道长度减小，导致运放难以获得更高增益的问题，本文提出了一种结构新颖的增益自举技术。该电路利用基于反馈放大器以及简单共源极的增益自举结构，有效提高了运算放大器的开环增益，同时保留了放大器的高速特性。运放的第二级采用了Class AB输出级，实现输出轨至轨，同时提升运放的驱动能力，以满足在不同负载条件下的应用要求。本设计基于华虹0.18μm BCD工艺，利用Cadence Virtuoso完成了电路设计与仿真验证。仿真结果表明，在5 V电源电压下，该运放的开环增益达到140 dB以上，闭环-3 dB带宽达到250 MHz以上，大信号摆率达到400 V·μs~(-1),0.01%建立时间低于40 ns。结果表明，该运算放大器能够满足高精度、高速系统的应用需求。
2026年03期 v.45;No.409 276-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 771K] [下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 汪震;孙景业;
为了打破传统噪声抵消低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)中噪声系数和功耗无法平衡的矛盾，本文采用中芯国际SMIC 65 nm工艺设计了一款0.2～6 GHz的宽带LNA。该低噪声放大器采用双重噪声抵消结构，可以在功耗较低的情况下有效降低放大器的噪声系数，并使用互补晶体管的方式进一步降低静态功耗。测试结果表明，在工作频率范围内，增益可以达到14～16 dB,噪声系数达到3.5～4 dB,输入三阶交调点达到2～3.5 dBm,静态电流只有4 mA。同现有的研究结果相比，该低噪声放大器具有低功耗、低噪声、小面积的优势。
2026年03期 v.45;No.409 285-289+295页 [查看摘要][在线阅读][下载 616K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭亮;兰云飞;
分布参数效应导致微带滤波器的设计耗时较长，单纯依赖设计者的经验不一定能够达到技术指标要求。因此，非常有必要深入研究其物理机制，发展解析方法，加快其设计进程。本文针对一款三阶微带滤波器开展了深入研究，其由一个平行耦合线节、一个终端开路枝节和一个平行耦合线节依次连接而成。通过对其建立集总参数等效电路，清楚地揭示了其物理机制，包括传输极点的产生和通带的形成机制；进一步建立了显式计算公式，并以此建立了快速设计方法，可用于指导不同技术指标下的设计。最后，以中心频率为4.0 GHz和相对带宽为30%的实例来验证该快速设计方法的有效性。通过该方法计算得到一组较好的结构参数初始值，通过全波仿真优化，只需进行简单微调即可达到设计目标，体现出了快速设计方法的优越性。
2026年03期 v.45;No.409 290-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K] [下载次数：26 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴婧;曹良足;
为了提升通信系统的频谱利用率，设计了一种通带可重构的新型微带带通滤波器。该滤波器由两个频率可切换谐振器和两个阶跃阻抗谐振器构成。通过PIN二极管的导通与截止状态的切换，可实现两个工作通带的独立开启和关闭。为验证设计的可行性，采用介电常数为3.5的F4BM介质基板设计和制作了实物。测试结果表明，当两个PIN管均加正偏压时，通带中心频率为0.75 GHz;当两个PIN管均不加偏压时，通带中心频率为1.45 GHz;而当其中一个PIN管加正偏压、另一个不加偏压时，则实现全通带关断。实测结果与仿真结果吻合良好，验证了该设计的有效性。
2026年03期 v.45;No.409 296-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 622K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 鲁锐琛;阮颖;崔杰;
为解决传统无片外电容低压差线性稳压器(LDO)在中至高频范围内电源抑制特性较差的问题，设计了一种带电容补偿的电流模式前馈纹波消除(CFFRC)电路。采用了全平衡可调伪电阻构成的有源低通滤波器以最小化布局面积，实现小于100 Hz的低截止频率，在10 kHz～1 MHz的中高频段下电源抑制比(PSR)改善大于20 dB。此外，为提高无片外电容LDO的瞬态响应能力，提出了一种微分瞬态增强结构。该微分瞬态增强结构可作为频率补偿结构为系统提供一个额外的零点，提高系统的相位裕度。基于180 nm CMOS工艺对LDO进行仿真验证，仿真结果表明，轻负载下的PSR在100 kHz处可达-94.6 dB。负载电流在1μs内从1 mA跳变至100 mA时，输出过冲电压和下冲电压分别为92 mV和67 mV,相较于未改善的LDO分别下降了205 mV和148 mV。各负载条件下相位裕度均达到48°以上，满足系统稳定性要求。
2026年03期 v.45;No.409 303-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 864K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘立浩;魏伟;王斌;
为了克服现有五路功率分配/合成器的不足，提出一种新型高隔离度Ku频段五路功率分配/合成器，该结构包括分支波导三路功率分配器、“Ω”形波导移相器、共面魔T、紧凑型直角弯波导和波导匹配负载，其中创新设计的“Ω”形阶梯波导移相器可在较宽频率范围内对波导相位进行精确调节。使用三维电磁场仿真软件HFSS进行结构建模和优化仿真，制作了五路功率分配/合成器样品并进行测试，测试结果与仿真结果基本吻合。将两个五路功率分配/合成器背靠背连接，构建了一款新型Ku频段五路功率分配/合成网络。测试结果表明，在13.75～14.5 GHz频率范围内，五路功率分配/合成网络的传输损耗小于0.2 dB,回波损耗优于16 dB,合成效率大于97.7%,是一款性能优良的功率分配/合成网络。
2026年03期 v.45;No.409 312-319+328页 [查看摘要][在线阅读][下载 784K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 麦嘉洛;林福民;
为解决卫星导航终端系统受雷达同频信号干扰的问题，本研究提出了一种应用于卫星导航终端抗同频干扰电路的设计方法。利用线极化波与圆极化波的固有特性差异，通过90°耦合器与射频单向电路的组合电路，实现在抑制线极化波的同时，保持圆极化卫星导航信号的正常接收。针对B1、B2双频段设计匹配网络，解决抗线极化雷达波同频干扰的技术难点。实测结果表明，在双频段内线极化干扰波的抑制深度均小于-5 dB,其中1.207 GHz和1.561 GHz下的线极化干扰波抑制深度达到-10.3 dB。本研究为解决卫星导航终端的同频信号干扰问题提供了一种有效的解决方案，具有重要的工程应用价值。
2026年03期 v.45;No.409 320-328页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杜千;李元晟;李章财;王之哲;江进波;
为实现脉冲方波源输出快前沿、高重频的高压方波脉冲，设计并研制了一台以Marx拓扑为主电路、SiC-MOSFET为开关器件的固态方波源。驱动系统采用多路磁隔离变压器作为同步驱动核心，提出了一种适用于高重复频率工况的快速驱动方案，可有效规避磁芯饱和问题，并实现驱动信号脉宽的灵活调节。通过分析输出脉冲前沿时间的影响因素，在驱动系统各环节进行针对性优化，显著提升了输出脉冲的前沿时间。实验结果表明，固态方波源可在输出电压为1～10 kV、脉冲宽度为0.5～3μs的范围内稳定工作，最高重复频率达100 kHz,输出脉冲最快上升时间为35 ns,波形顶部降落小于5%,具备良好的方波特性和参数可调性，验证了所提驱动方案的有效性与工程实用价值。
2026年03期 v.45;No.409 329-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 903K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 林倩;张博昊;邬海峰;
为了分析高集成度导致的多芯片模块(Multi-Chip Module, MCM)互连失效的问题，本文采用ANSYS参数化设计语言(ANSYS Parametric Design Language, APDL)构建了由两个Si开关芯片和两个GaAs低噪声放大器组成的MCM三维模型。基于原子通量散度(Atomic Flux Divergence, AFD)理论，结合有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)对MCM进行点耦合瞬态仿真分析，对MCM在交流工作状态、不同热应力下的互连可靠性进行分析，实现了不同电流、线宽以及温度条件下的互连可靠性预测。实验结果证明各因素对MCM互连可靠性的影响和敏感性。此外，还描绘了结构参数和操作参数的可行域空间，从而为MCM的设计提供了有价值的指导。对MCM芯片在交流工作状态以及不同热应力下的互连可靠性研究有助于指导芯片的布局设计，提高芯片可靠性和寿命。
2026年03期 v.45;No.409 337-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 石恒初;周海成;游昊;杨远航;杨桥伟;
针对晶闸管输出级在继电保护中低寄生电容与高鲁棒性难以协同的问题，提出一种低寄生电容新型晶闸管器件。该器件采用多指交叉与共阴共阳极布局，利用结电容串联效应降低总寄生电容，提升电流分布均匀性与散热能力。结合多物理场耦合建模、序列模型优化(SMBO)框架与自适应采样策略，以寄生电容、触发电压、维持电压、导通电阻及热阻为核心目标，实现多目标自适应协同优化。仿真表明，器件维持电压4.0～5.0 V、导通电阻1.8～3.2 mΩ·mm~2、热阻30～45 K/W,静态特性均衡。实际应用中，器件温度适应性达-55～175℃,信号失真度0.8%～1.8%,误触发率0.05%～0.18%,瞬态响应时间1.6 ns,箝位电压均值5.4 V,性能优于传统结构。通过交叉结构与机器学习协同优化，解决了低电容触发与高可靠性的矛盾，为高频高灵敏度继电保护系统提供了器件级解决方案。
2026年03期 v.45;No.409 347-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 931K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张天栋;毛林豹;殷超;迟庆国;
金属化薄膜电容器在新能源发电系统逆变器、特高压直流输电换流阀站、电动汽车控制器及电磁能武器脉冲功率电源中具有广泛应用，其在运行过程中产生的温升问题对器件服役可靠性与使用寿命影响显著。为了研究金属化膜电容器温升的影响因素，以新能源汽车母线直流支撑电容器作为研究对象，建立基于COMSOL多物理场的金属化薄膜电容器电热耦合仿真模型，研究不同工况、材料参数及电容器结构对电容器温升的影响。结果表明，纹波电流、等效串联电阻、环境温度对电容器的温度分布和整体温升均有影响。提出基于高导热系数封装材料的电容器温升抑制方法，并仿真验证了该方法的可行性。研究结果为金属化薄膜电容器的结构优化设计与温升抑制提供了理论参考。
2026年03期 v.45;No.409 357-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 989K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘航;杨丽红;沈航明;申慧敏;李炳初;
高效热扩散是电子设备冷却和电动汽车热管理领域中解决高密度点热源散热问题的关键环节，为探究提升瞬时热冲击下热扩散能力的方法，对比了几种填充相变材料(PCM)RT44的金属骨架在高密度点热源作用下的温度变化情况。构建了三种三周期极小曲面(TPMS)复合结构(Gyroid、Fischer-Koch S和I-WP)及传统三角形针翅结构模型，采用COMSOL对PCM融化过程进行数值模拟，分析了不同骨架结构对PCM融化时间、热源温度、界面热通量的影响，以及PCM完全融化时的温度分布规律，并进一步探究了孔隙率的影响。结果表明，在80%孔隙率下，I-WP、G、F-KS结构的PCM融化时间较三角形针翅结构分别缩短12.04%,20.60%,30.25%,完全融化时热源温度分别降低15.67 K,23.65 K,32.34 K。TPMS复合结构的热扩散性能优于传统针翅结构，其中F-KS结构得益于在比表面积和连通性方面的优势，从而表现出更强的热扩散能力。当孔隙率由75%提高至85%时，三角形针翅结构热源温升达19.42 K,而F-KS结构仅升高2.71 K。研究表明，TPMS-PCM复合结构在高密度点热源散热控制中具有良好的应用潜力。
2026年03期 v.45;No.409 365-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]