Унч с низковольтным питанием схема. Унч с низковольтным питанием: особенности схемотехники и применения

Что представляют собой усилители низкой частоты с низковольтным питанием. Какие преимущества они имеют. Как реализуются схемы УНЧ с питанием от батареек. Какие микросхемы используются для создания экономичных усилителей. На что обратить внимание при разработке низковольтных УНЧ.

Особенности усилителей с низковольтным питанием

Усилители низкой частоты (УНЧ) с низковольтным питанием имеют ряд важных особенностей:

• Работают от источников питания с напряжением 1,5-5 В
• Потребляют малый ток, что обеспечивает длительную работу от батареек
• Имеют компактные размеры за счет применения специализированных микросхем
• Обладают высоким КПД, особенно при использовании импульсных схем усиления
• Не требуют мощных радиаторов для охлаждения

Благодаря этим свойствам низковольтные УНЧ широко применяются в портативной аудиотехнике — MP3-плеерах, смартфонах, ноутбуках и других устройствах с батарейным питанием.

Схемотехника низковольтных усилителей

При разработке УНЧ с низковольтным питанием используются следующие схемотехнические решения:

• Применение специализированных микросхем усилителей мощности
• Использование импульсных методов усиления (класс D)
• Оптимизация режимов работы транзисторов для снижения потребления
• Применение повышающих преобразователей напряжения
• Использование мостовых схем включения выходных каскадов

Рассмотрим подробнее некоторые из этих решений.

Специализированные микросхемы усилителей

Ведущие производители электронных компонентов выпускают широкую линейку микросхем УНЧ, оптимизированных для работы от низковольтного питания. Например:

• PAM8403 — стереоусилитель класса D мощностью 3 Вт на канал при питании 5 В
• TPA3110 — усилитель класса D мощностью до 15 Вт при питании 5 В
• LM4871 — аудиоусилитель мощностью до 3 Вт при питании 5 В

Такие микросхемы позволяют создавать компактные УНЧ с минимумом внешних компонентов.

Импульсные методы усиления

Усилители класса D используют широтно-импульсную модуляцию для повышения КПД. Это позволяет получить высокую выходную мощность даже при низком напряжении питания. Типичная схема УНЧ класса D включает:

• ШИМ-модулятор входного сигнала
• Выходной каскад на полевых транзисторах
• LC-фильтр для восстановления аналогового сигнала

КПД таких усилителей может достигать 90% и выше.

Применение УНЧ с низковольтным питанием

Основные области применения низковольтных усилителей:

• Портативные аудиоплееры
• Мобильные телефоны и смартфоны
• Планшеты и ноутбуки
• Портативные колонки и радиоприемники
• Автомобильные аудиосистемы
• Электронные игрушки

Во всех этих устройствах важны компактность, длительное время автономной работы и невысокая стоимость, что обеспечивается применением УНЧ с низковольтным питанием.

Реализация УНЧ с питанием от батареек

Рассмотрим пример простого УНЧ, работающего от батарейного питания:

«`text +3V | R1 | C1 | IN—||—+—+ | | R2 | +——+ | +—-| VCC | | | | | GND +—-| IN | C2 +—+ +—| OUT |—||—| 8Ω | +——+ +—+ GND U1 Компоненты: U1 — PAM8403 (микросхема УНЧ класса D) R1 — 10 кОм R2 — 10 кОм C1 — 1 мкФ C2 — 220 мкФ Динамик — 8 Ом Питание: 2 батарейки AA или AAA «`

Данная схема обеспечивает выходную мощность до 3 Вт при питании от двух батареек AA или AAA. Микросхема PAM8403 работает в классе D, что обеспечивает высокий КПД. Потребление тока в режиме ожидания составляет всего 3 мА.

Микросхемы для экономичных усилителей

Для создания экономичных УНЧ с низковольтным питанием используются следующие популярные микросхемы:

• PAM8403 — стереоусилитель класса D, 3 Вт/канал, питание 2.5-5.5 В
• TPA2005D1 — усилитель класса D, 1.4 Вт, питание 2.5-5.5 В
• LM4871 — аудиоусилитель, 3 Вт, питание 2.4-5.5 В
• MAX9744 — стереоусилитель класса D, 20 Вт/канал, питание 4.5-14 В
• TPA3110 — усилитель класса D, 15 Вт, питание 4.5-26 В

Эти микросхемы позволяют создавать компактные и энергоэффективные усилители для различных применений.

Особенности разработки низковольтных УНЧ

При проектировании УНЧ с низковольтным питанием следует учитывать ряд важных моментов:

1. Тщательно выбирать микросхему усилителя с учетом требуемой мощности и напряжения питания
2. Использовать импульсные методы усиления (класс D) для повышения КПД
3. Применять мостовые схемы включения для увеличения выходной мощности
4. Оптимизировать режимы работы транзисторов для снижения потребления
5. Использовать качественные электролитические конденсаторы с низким ESR в цепях питания

Соблюдение этих рекомендаций позволит создать эффективный УНЧ с длительным временем автономной работы.

Преимущества и недостатки низковольтных УНЧ

Усилители с низковольтным питанием имеют следующие преимущества:

• Компактные размеры
• Низкое энергопотребление
• Возможность работы от батареек
• Простота схемотехники
• Невысокая стоимость

К недостаткам можно отнести:

• Ограниченную выходную мощность
• Возможные искажения при большой амплитуде сигнала
• Необходимость использования специализированных микросхем

Однако для многих применений преимущества низковольтных УНЧ перевешивают их недостатки.

Перспективы развития низковольтных усилителей

Основные тенденции в развитии УНЧ с низковольтным питанием:

• Дальнейшее снижение напряжения питания (до 1-1.5 В)
• Повышение выходной мощности при низком напряжении
• Улучшение качества звучания усилителей класса D
• Интеграция дополнительных функций в микросхемы УНЧ
• Применение новых схемотехнических решений для повышения КПД

Эти тенденции позволят создавать еще более экономичные и функциональные усилители для портативной электроники.

Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ (Страница 8)

Транзисторный УНЧ класса D с выходной мощностью 60Ватт

На рисунке показана схема импульсного усилителя. Для его питания требуется отдельный двухполярный источник питания на 51 В. К этому источнику подключена пара стабилитронов D5 и D6, напряжение на которых дополнительно фильтруется конденсаторами С11 и С12 и обеспечивает напряжение …

5 7723 0

Сверхлинейный УМЗЧ класса High-End на транзисторах (80Вт)

Отдаваемое в последнее время предпочтение ламповым выходным усилителям мощности звуковой частоты для звуковоспроизведения высокой верности трудно понять, исходя из объективного их сравнения с транзисторными УМЗЧ. Ведь по всем измеряемым характеристикам современный УМЗЧ на транзисторах существенно превосходит ламповый …

20 19563 7

Трехполосный УМЗЧ на основе микросхемы 574УД1А, на выходе — КП904

Одним из эффективных средств улучшения качества звуковоспроизведения является применение электронных разделительных фильтров на входах полосовых УМЗЧ. Как известно, использование LC пассивных фильтров на выходе УМЗЧ приводит к росту интермодуляционных …

7 14572 0

УМЗЧ со стоками выходных транзисторов, соединенными с общим (100Вт)

Вниманию радиолюбителей предлагается инвертирующий УМЗЧ. Входной дифференциальный каскад выполнен на полевых транзисторах по симметричной схеме. Преимущества полевых транзисторов в дифкаскаде общеизвестны: высокая линейность, высокая перегрузочная способность, малые шумы…

8 7197 0

УМЗЧ с изолированным питанием выходного каскада (100Вт)

Применение в УМЗЧ выходного каскада с изолированным источником питания позволяет использовать предуси-литель с низковольтным питанием. Практическая схема имеет следующие технические характеристики: Выходная мощность на нагрузке…

2 6533 0

Схема УМЗЧ с МДП-транзисторами (КП746 — КП785, 160Вт)

В настоящее время с появлением большого выбора комплементарных МДП-транзисторов и их доступностью представляется возможным строить УМЗЧ на их основе. На рисунке ниже показан относительно простой высококачественный УМЗЧ с предусилителем …

11 6298 1

Схема УНЧ на транзисторах без общей ООС по напряжению (80Вт)

На рисунке показан УМЗЧ, в котором ООС охвачен не весь усилитель, а только два каскада. В качестве выходного каскада использован параллельный эмиттерный повторитель с АИТ. Усилитель полностью симметричен. Предварительный усилитель, благодаря схемотехническому решению, имеет мягкое…

9 6509 0

Схема простого усилителя мощности на транзисторах КТ827, КТ825 (90 Вт)

Схема простого в сборке и мощного усилителя низкой частоты (УМЗЧ) выполненного на ОУ К574УД1А и мощных составных транзисторах КТ825, КТ827. Не смотря на простоту принципиальной схемы и минимального количества деталей усилитель обеспечивает большую выходную мощность при достаточно низком коэффициенте нелинейных искажений.

29 17308 21

Принципиальная схема УНЧ на транзисторах (80 Вт)

Предлагаемый вниманию радиолюбителей УНЧ имеет очень низкие коэффициенты гармонических и интермодуляционных искажений, он сравнительно прост, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание в нагрузке, не требует. ..

9 7488 0

УНЧ на транзисторах КТ819, КТ818 с многопетлевой ООС (100 Вт)

Первый каскад собран на операционном усилителе (ОУ) DA1, остальные — на транзисторах (второй и третий — соответственно на VT1, VT3, четвертый — на VT8, VT11 и VT10, VT12, пятый — на VT13, VT14). В четвертом (предоконечном) каскаде использованы транзисторы разной структуры, включенные по схеме составного эмиттерного повторителя, что позволило ввести в него местную ООС…

5 8804 2

 1 …  4  5  6  7 8 9  10  11  12 

Микросхемы умзч с низковольтным питанием

Радиоконструктор RS Данный конструктор позволяет собрать стерео усилитель мощности звуковой частоты или монофонический усилитель по мостовой схеме. Усилитель имеет малое количество внешних компонентов и способен работать от 3 Вольт! Усилитель имеет низкие переключательные искажения и мягкое ограничение большого сигнала.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• ПИТАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ
• УНЧ С ПИТАНИЕМ ОТ БАТАРЕЕК
• Аудио микросхемы справочник
• УНЧ С ПИТАНИЕМ ОТ БАТАРЕЕК
• 93 Схем УНЧ на микросхемах TDA, LA, HA, KA, AN и другие
• Усилитель мощности для ПК с питанием от USB-порта
• Очень простой мощный усилитель на микросхеме
• Миниатюрный стереофонический УМЗЧ класса D на микросхеме PAM8403

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Малошумящий усилитель низкой частоты К538УН3

ПИТАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ

Добавить в избранное. Таймер выключатель Вт Магнитная рамочная антенна Устройство получения — Серебряной воды Генератор подмагничивания Автоматический выключатель света Схема датчика уровня тормозной жидкости Высокочастотная приставка к частотомеру Люминисцентная линейная шкала.

Страницы: 1 2 3. Назад Вперед. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Схема усилителя мощности 4x35W. Категория: Усилители Усилитель мощности предназначен для работы в составе музыкального центра или домашнего кинотеатра. Усилитель выполнен на современной элементной базе и отличается небольшими габаритами и весом В основном это достигнуто применением компьютерного источника питания и вентиляторов для охлаждения микросхем — УМЗЧ.

Остается еще 8 контактов, если ХР1 служит для связи с предварительным усилителем, который одновременно является и источником сигнала, то на четыре из этих контактов можно вывести входы УМЗЧ. Тогда для подачи питания на предусилитель, и получения от него сигналов управления и аудиосигналов можно будет использовать стандартный экранированный кабель для монитора.

Четырехканальный усилитель мощности выполнен на четырех микросхемах TDAQ, предназначенных для использования в автомобильной аудиотехнике. Каждая микросхема содержит мостовой усилитель мощности, который может работать в режиме Н-класса.

Это значит что для получения большой мощности при питании от относительно низковольтного источника в микросхеме есть схема вольт-добавки к питанию выходного каскада. Схема, практически представляет собой выпрямитель-умножитель выходного напряжения УНЧ, которое добавляется к напряжению питания выходного каскада.

Недостаток такой схемы в том, что используется накопление напряжения на электролитических конденсаторах, а в результате, величина этого добавочного напряжения оказывается в зависимости от частоты. Таким образом, для получения хорошего усиления по мощности на низких частотах необходимо в цепи вольт-добавки использовать конденсаторы очень больших емкостей.

И чем больше их емкости, тем лучше воспроизведение на НЧ. Речь идет о конденсаторах, подключенных между выводами 5 и 8, 10 и Для АЧХ заявленных вначале этой статьи, емкости этих конденсаторов должны быть не ниже мкФ. В общем, это не проблема, поскольку современные конденсаторы такой емкости относительно небольшого размера часто бывают в продаже.

В крайнем случае, можно каждый составить из пары более доступных конденсаторов емкостью мкФ. Входные сигналы поступают на каждый усилитель через отдельные разъемы Х1, Х2, Х3 и Х4, соответственно. Клеммы устанавливают на задних панелях корпусов Теперь о конструкции. В её основе три корпусные детали, — один исправный компьютерный источник питания и два таких же или такого же размера неисправных источника питания. Первый исправный используется для питания усилителя, а два неисправных как составляющие корпуса.

Все три корпуса сложены вместе и скреплены винтовыми соединениями, образуя общую конструкцию Посредине расположен рабочий источник питания, а слева и справа от него, — корпуса неисправных источников, в которых собраны усилители мощности ЗЧ.

Два неисправных источника разбирают и демонтируют, оставляя демонтированную плату, радиаторы и вентилятор. В каждом корпусе собирают по два усилителя используя имеющиеся в них радиаторы для установки на них микросхем. Монтаж выполняют объемным способом, частично используя печатные дорожки демонтированных плат. Особое внимание нужно уделить установке больших конденсаторов. Соединения выполняют монтажным проводом сечением не менее 0,9 мм2. Микросхемы — УМЗЧ можно расположить на радиаторах выводами вверх, чтобы было удобнее паять.

Землю входа нужно распаивать непосредственно на входном разъеме это показано на схеме. Страницы: 1 2 3 Назад Вперед.

Рейтинг схемы: 0 1 2 3 4 5.

УНЧ С ПИТАНИЕМ ОТ БАТАРЕЕК

Добавить в избранное. Таймер выключатель Вт Магнитная рамочная антенна Устройство получения — Серебряной воды Генератор подмагничивания Автоматический выключатель света Схема датчика уровня тормозной жидкости Высокочастотная приставка к частотомеру Люминисцентная линейная шкала. Страницы: 1 2 3. Назад Вперед. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора.

Для подключения колоночек нужен хотя-бы простейший УМЗЧ. Хочу предложить для повторения схему низковольтного усилителя мощности на Для удобства монтажа и испытаний микросхема установлена через панельку.

Аудио микросхемы справочник

Многие мобильные устройства МП-3 плееры, смартфоны, коммуникаторы… не имеют встроенных динамиков, и предназначены для прослушивания музыки только через наушники. Для подключения колоночек нужен хотя-бы простейший УМЗЧ. Хочу предложить для повторения схему низковольтного усилителя мощности на TDA, который достаточно прост в сборке и не требует настройки. УНЧ имеет простую схему сборки и достаточно широкий диапазон рабочих напряжений, позволяющий питать его от различных батареек. В моём варианте выполнен усилитель мощности на печатной плате размером 31х Для удобства монтажа и испытаний микросхема установлена через панельку. Так как проводил эксперименты со схемой — был риск выхода её из строя. Однако для увеличения времени работы УНЧ, лучше подавать напряжение от пальчиковых или литиевых батареек. Например от двух LI-Ion аккумуляторов что ставят в мобильные телефоны , схема работала почти весь день.

УНЧ С ПИТАНИЕМ ОТ БАТАРЕЕК

Специализированный чип представляет собой цифровой регулятор громкости или электронный потенциометр. Обеспечивающий 64 положения равностоящих точек отсчета во всем интервале сопротивлений, стандартные значения которых 10кОм, 50кОм и кОм. Управление осуществляется как вручную, так и с помощью кнопок или от микроконтроллера. Микросборка представляет собой качественный высоковольтный аудио-драйвер со встроенным ШИМ-генератором и защитными схемами. В сочетании с двумя внешними полевыми транзисторами и небольшим количеством пассивных радио компонентов можно собрать своими руками полноценный усилитель мощности класса D, устойчивый к наводкам и внешним шумам, а также обладающий низким уровнем искажения входного сигнала.

Усилители низкой частоты большой мощности нельзя отнести к обычным конструкциям, так как они по своей сути всегда достаточно сложны в изготовлении. Малейшая ошибка в процессе сборки приводит к тому, что все приходится начинать сначала, и это становится очень

93 Схем УНЧ на микросхемах TDA, LA, HA, KA, AN и другие

By Олег Кузьмичёв , September 16, in Усилители мощности. Доброго времени суток,товарищи радиолюбители и меломаны! Не уверен, будет-ли полезная кому данная тема, в век высоких технологий,но тем не менее. Мне понадобился экономичный усилитель звука с низковольтным питанием и я не смог найти подходящей темы. Решил создать свою.

Усилитель мощности для ПК с питанием от USB-порта

В микросхеме есть внутренний стабилизатор напрядения который позволяет использовать микросхему при питании от 3 до 10,5В.. По материалам сайта rcl-radio. Диапазон питания усилителя от 1,6 до 6 В В рекомендуемое. Сопротивление нагрузки в стерео варианте усилителя […]. Усилитель имеет минимальное кол-во внешних элементов, после сборки в настройке не нуждается.

к примеру или радиосканеры) с низковольтным питанием. Схему блока питания не привожу, потому что питать усилитель можно от схема УНЧ (в скобках указаны выводы микросхемы, задействованные во.

Очень простой мощный усилитель на микросхеме

В большинстве таких устройств используются экономичные УМЗЧ с низковольтным питанием, работающие в режиме класса D. Используемые в этих устройствах микросхемы УМЗЧ постоянно совершенствуются, а сами усилители занимают все меньший объем при сохранении и даже улучшении основных параметров. Об одной микросхеме для УМЗЧ класса D от компании РАМ рассказано в настоящей статье, а также приведено описание схемы, конструкции и основных принципов работы усилителя на этой микросхеме. Для УМЗЧ малогабаритной аппаратуры необходимо найти решения нескольких взаимоисключающих проблем.

Миниатюрный стереофонический УМЗЧ класса D на микросхеме PAM8403

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Спаял какую-то фигню

Выберите значение Информация, нарушающая авторские права Информация о товарах и услугах, не соответствующих законодательству Информация непристойного содержания Спам, вредоносные программы и вирусы в том числе ссылки Информация оскорбляющая честь и достоинство третьих лиц Другие нарушения правил размещения информации. Сообщение: Отправить сообщение. Меню каталога. Цифровые и измерительные приборы , устройства Микросхемы Диоды , диодные мосты , стабилитроны.

Усилители мощности звуковой частоты УМЗЧ для серийной аппаратуры, даже очень мощные и качественные, в последнее время превратились в очень простые конструкции.

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Что-то не так? Пожалуйста, отключите Adblock.

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно.

Исследование недорогих низковольтных мультипрограммируемых энергонезависимых ячеек памяти для чипов УВЧ-меток

На этой странице энергонезависимая память (MTP NVM) на основе стандартного процесса CMOS 0,13  µ м для чипов UHF RFID. Конструкция ячейки дифференциальной структуры с использованием туннельного эффекта снижает напряжение чтения и записи. Результаты тестов моделирования чтения и записи показывают, что рабочее напряжение чтения и записи составляет 10 В, что на 30% ниже, чем у обычных EEPROM. Поскольку микросхема метки UHF RFID требует более высокого снижения напряжения, структурированная ячейка памяти хорошо подходит для приложений UHF RFID.

1. Введение

В микросхемах RFID-меток сверхвысокой частоты (UHF) радиочастотной идентификации энергонезависимая память (NVM) занимает важное место во всей метке UHF RFID в качестве носителя для хранения информации. Поскольку NVM потребляет больше всего энергии в чипе метки UHF, напряжение NVM будет иметь самое непосредственное влияние на общую стоимость метки. Чтобы снизить стоимость чипа метки UHF, часть NVM должна быть рассчитана на низкое напряжение. Электрически стираемая память (EEPROM) используется в качестве памяти для меток RFID традиционными производителями RFID благодаря зрелой технологии. В обычном чипе метки UHF NVM является основным модулем энергопотребления чипа метки, когда он выполняет операции записи. Поскольку NVM нуждается в подкачке заряда для генерации высокого напряжения, чтобы подавать сигнал напряжения в соответствующее место блока хранения при записи, снижение напряжения становится чрезвычайно важным для NVM меток UHF. Снижение напряжения чтения/записи и стоимости NVM будет иметь большое значение для разработки чипов UHF RFID-меток.

В этой статье мы предлагаем ячейку MTP NVM, основанную на стандартном процессе CMOS, для решения проблемы высокого рабочего напряжения EEPROM. Ячейка представляет собой дифференциальную структуру, которая снижает напряжение чтения и записи. Он имеет более низкую стоимость и более низкое напряжение, чем обычная ячейка памяти EEPROM.

2. Архитектура системы и блоки памяти

Базовый состав чипа метки показан на рисунке 1, который включает в себя радиочастотный (РЧ) аналоговый интерфейс, цифровую полосу модулирующих частот и три части памяти [1]; основная роль каждой части во всем чипе тега заключается в следующем.

Аналоговый входной каскад РЧ представляет собой преобразование модулированного РЧ-сигнала, полученного от антенны, в постоянное напряжение, которое питает весь чип и демодулирует модулированный сигнал, тем самым обеспечивая модуляцию обратного рассеяния и т. д. Функцией цифрового модуля модулирующих сигналов является завершить обработку данных. Цифровая полоса частот анализирует команды, передаваемые аналоговым интерфейсом, отвечает на команды в соответствии с соответствующим протоколом, декодирует сигналы полосы частот и сохраняет информационные данные в памяти. В качестве альтернативы данные получаются из памяти по команде и кодируются, а затем передаются на аналоговый интерфейс. Память предназначена для полного хранения данных.

Архитектура системы NVM состоит из компонентов, показанных на рис. 2. Многие единицы хранения скомпонованы по определенным правилам для формирования массива хранения [2], и все данные хранятся в массиве хранения. Под управлением и координацией встроенного контроллера декодер строки и драйвер строки работают вместе, позволяя системе выбирать строку (логически слово) в массиве, в то время как декодер столбца, драйвер столбца и селектор мультиплексора работают вместе. чтобы выбрать столбец (логически немного) в выбранном слове. Насос заряда генерирует высокое напряжение, необходимое для программирования во время операций записи. Усилитель считывания преобразует текущий аналоговый сигнал, заданный ячейкой памяти, в цифровые логические уровни во время операций чтения.

Часть традиционной памяти RFID обычно использует ячейку памяти EEPROM, эталонная структура которой показана на рисунке 3. Структура имеет два транзистора, трубка M1 используется в качестве селекторной трубки, а ее затвор подключен к напряжению VSG. Трубка M2 используется в качестве контрольной трубки для хранения данных, а ее затвор подключен к напряжению VCG. При добавлении ВКГ и ВГС с высоким напряжением и заземлении ВС и ВД между плавающим затвором и стоком образуется положительное электрическое поле. Из-за эффекта туннелирования F-N электроны входят в плавающий затвор со стороны стока, в результате чего плавающий затвор накапливает отрицательный заряд и пороговое напряжение возрастает. Вышеупомянутый процесс определяется как операция «стирания», когда данные «1» сохраняются. При заземлении ВКГ, ВЗГ и ВД подключены к высокому напряжению, а ВС подвешено, между плавающим затвором и стоком образуется отрицательное электрическое поле, электроны возвращаются из плавающего затвора в сток, плавающий затвор разряжается, порог напряжение приходит в норму. Вышеупомянутый процесс определяется как операция «программирования», при которой данные «0» сохраняются.

EEPROM может выполнять операции чтения и записи памяти. Тем не менее, поскольку для этого требуется специальный процесс и многослойная маска, ячейка памяти MTP с дифференциальной структурой, совместимая со стандартным процессом CMOS, предназначена для устранения этих недостатков в этой статье, касающейся структуры в литературе [3]. Ячейка памяти запрограммирована на высокоэффективный туннельный эффект Фаулера-Нордгейма (туннельный эффект подробно раскрыт в разделе 3), который обеспечивает быструю запись и снижает нагрузку на схему генерации высокого напряжения. Как показано на рисунке 4, M3 определяется как трубка для чтения, M1C, M1T, M2, M0C, M0T, M3; эти шесть трубок PMOS вместе образуют энергонезависимую ячейку памяти дифференциальной структуры. В этой ячейке памяти есть два плавающих затвора: M1C и M1T соединены, чтобы сформировать левый плавающий затвор FG1, а M0C и M0T соединены, чтобы сформировать правый плавающий затвор FG0. Эти два плавающих затвора хранят соответственно неравные заряды. Два плавающих затвора накапливают неравные заряды, которые затем формируют разные напряжения на двух плавающих затворах. Когда к ячейке памяти добавляется соответствующее напряжение смещения, выходные порты RBL1 и RBL0 будут генерировать дифференциальные токи I _RBL1 и I _RBL0 , которые на практике необходимо сравнивать усилителем считывания, чтобы различить значение, хранящееся в ячейке памяти (логический «0» или логическая «1»). Это улучшает вывод, и можно определить выходную логику «0» для I _RBL0 > I _RBL1 и «1» для I _RBL1 > I 90. 009 RBL 900 Ячейка памяти хранит данные в основном за счет движения заряда (инжекции или удаления электронов) на плавающем затворе PMOS-транзистора, т. е. изменения заряда.

Ячейки памяти MTP не требуют дополнительных шагов процесса и масок, совместимы со стандартными процессами CMOS и предлагают значительное преимущество по стоимости по сравнению с EEPROM, которые требуют дополнительных процессов и нескольких масок за долю стоимости стандартных процессов CMOS.

3. Туннельный эффект Фаулера-Нордхейма

Ячейка памяти MTP обеспечивает захват и удаление электронов за счет эффекта попытки проникновения в соответствии с принципом емкостного деления напряжения, как показано на рисунках 5 и 6 [4].

Можно просто предположить, что это напряжение на порте А, подключенном к исток-сток-подложка трубки М1; – емкость от плавающего затвора до стока-истока-подложки трубки М1; – напряжение на порте T , подключенном к источнику-подложке трубки М2 [2]; – емкость от плавающего затвора до истока-стока-подложки трубки М2; заряд плавающего затвора FG равен [5]; – напряжение на плавающем затворе FG; — начальный заряд при контрольной трубке М1; и является начальным зарядом, когда напряжение на плавающей сетке также равно потенциалу «0», когда потенциал «0» смещен на контрольной трубке M1 и туннельной трубке M2 одновременно. Тогда заряд плавающей сети и напряжение плавающей сети равны

Определите коэффициент связи контрольной трубки как . Коэффициент связи трубы проходки туннеля равен . Коэффициент связи общей контрольной трубки может достигать 0,9 и более, в то время как коэффициент связи туннельной трубки очень низкий. Это может эффективно уменьшить рабочее напряжение, и уравнение (2) также может быть записано как

. Здесь видно, что на напряжение на плавающем затворе в основном влияет напряжение на порте A контрольной трубки M1 [6]. Когда на контрольную трубку М1 подается высокое напряжение, порт А, а на порт 9 подается нулевой потенциал.0007 T туннельной трубы M2, напряжение на плавающем затворе будет близко к высокому напряжению; когда электрическое поле, которое может быть сформировано на оксидном слое затвора туннельной трубки, достигает 1 В/м, используя туннельный эффект F-N в канале, заряд через оксидный слой затвора достигает поликристалла в плавающем затворе. Заряд на плавающем затворе изменяется, и, таким образом, напряжение на плавающем затворе изменяется на

. Если напряжение считывания VS подается с клеммы источника T туннельной трубки M2 во время операции считывания, выходной ток считывания с клеммы стока вытекает из порта Y через селекторную трубку M3, так что во время операции считывания ячейку памяти можно рассматривать как одну МОП-трубку, и клемма А контрольной трубки эквивалентна ее клемме затвора; однако при изменении напряжения на плавающем затворе из-за изменения заряда его можно вывести из (2), что эквивалентно изменению напряжения на «затворе» А, т.е.

Затем, во время операции чтения, ячейка памяти, хранящая данные «1», имеет пороговое напряжение с состоянием, отличным от состояния ячейки памяти, хранящей данные «0», из-за различных изменений заряда на плавающем затворе.

Изменение данных в ячейке памяти достигается операцией программирования и операцией стирания, когда во время операции программирования на управляющую трубку ячейки памяти подается высокое напряжение [7]. Из-за принципа емкостного разделения напряжения напряжение на плавающем затворе значительно превышает напряжение на туннельной трубке, что приводит к туннельному эффекту на затворе туннельной трубки [8]. Это позволяет плавающим воротам захватывать или снимать заряд. Затем состояние плавающих ворот отражает изменение заряда.

4. Анализ состояния плавающей сетки

Из-за существования туннельного эффекта заряд может перемещаться между туннельной трубкой и плавающим затвором, а операция чтения/записи ячейки памяти выполняется путем изменения состояние плавающих ворот (то есть изменение количества зарядов). Поскольку в момент T  = 0 (т.е. исходное состояние) напряжения смещения на обоих концах транзистора нет, то состояние плавающего затвора также без изменения напряжения. В этом состоянии плавающий затвор не имеет заряда, что эквивалентно двум последовательно включенным конденсаторам, и его состояние показано на рис. 7.9.0003

На выводы ВА и VT добавляется напряжение смещения 10 В с момента T  = 1. Изменение величины заряда плавающего затвора заключается в добавлении соответствующего напряжения смещения на транзистор [8]. В момент записи данных, т. е. плавающий затвор захватывает заряд. В момент стирания данных плавающие ворота стирают заряд. Процесс показан на рис. 8 и 9, начиная с начального состояния ( T  = 0), т. е. ВА  =  VT  = 0 В, когда напряжение на плавающем затворе также равно 0 В.Последующие состояния ( T  = 1, 2, 3) добавляют напряжения смещения к ВА и VT , т.е. V, VT  = 0 V, что заставляет оксидный слой затвора одного из МОП-транзисторов формировать соответствующее электрическое поле для изменения общего количества заряда на плавающем затворе. После добавления соответствующего напряжения смещения перекрестная емкостная связь между двумя транзисторами образует сильное электрическое поле в оксидном слое затвора МП транзистора, который пытались пробовать, и заряд может проходить через оксидный слой затвора МОП-трубки с помощью F-N. эффект попытки проникновения. После захвата заряда с плавучего затвора ( T  = 2) и постоянно добавляя напряжение смещения на обоих концах в течение некоторого времени, изменение напряжения плавающего затвора может привести к уменьшению электрического поля оксидного слоя затвора, тем самым замедляя процесс попытки проникновения. В этот момент напряжение смещения на обоих концах транзистора ( T  = 3) снято, и заряд плавающего затвора изменился [9].

Зависимость между напряжением плавающего затвора и стороной MC [9] и стороной MT показана на рисунке 10. Результат моделирования показан сплошной линией на приведенном выше рисунке при установке напряжения на клемме MC на 0 –3,5 В и установив напряжение на выводе МТ в ноль. Другой процесс выполняется в обратном порядке: напряжение на клемме MT устанавливается на уровне 0–3,5 В, а напряжение смещения на клемме MC устанавливается на ноль [3]. Результат моделирования показан пунктирной линией на рисунке выше. Когда напряжение на стороне MC управляющего вывода изменяется от 0 до 3,5 В без добавления напряжения смещения на стороне MT, видно, что напряжение плавающего затвора также увеличивается, и другой процесс аналогичен. Видно, что клемма MC оказывает большее влияние на плавающий затвор, чем клемма MT на плавающий затвор, из чего видно, что напряжение плавающего затвора в основном контролируется напряжением на клемме MC. 6].

С другой стороны, моделирование устройства и имитация ячейки памяти с использованием программного обеспечения Synopsys, Sentaurus TCAD (Technology Computer-Aided Design) в ссылке [5] показаны на рисунке 11 с тремя различными начальными состояниями заряда после программирования стирания. операция. Все три результата моделирования могут достичь одинакового стабильного состояния стирания и стабильного состояния программы. После каждой операции стирания заряд плавающего затвора изменяется на  = 6,931; после операции стирания заряд плавающего затвора составляет  = −1,666, что доказывает, что заряд может перемещаться между туннельно-пропускной трубой [10] и плавающим затвором для хранения и стирания информации.

5. Анализ моделирования

Массив памяти MTP организован в соответствии с приведенной выше структурой ячеек, ячейки памяти имеют симметричную форму, а 16 ячеек памяти расположены параллельно путем расширения битов со всеми REN, TUN и Подключен RSB, как основа для расширения слов до 512-битного массива памяти. Кроме того, массив памяти состоит из схемы управления строкой, схемы управления столбцом и схемы чтения. Его структура показана на рисунке 12, а затем проверяется функция чтения и записи.

5.1. Временная диаграмма основных функций

Наиболее важными операциями памяти являются операции чтения и записи команд. Перед включением сигналов чтения и записи соответствующие линии данных и адресные линии готовы и ожидают отмены после завершения операции. И в один и тот же момент может выполнять только одну из команд чтения и записи.

5.1.1. Время операции чтения

Его состояние показано на рис. 13(a). Когда память IP_EN = «1» простаивает, она получает команду чтения READ, отправленную цифровой основной полосой частот, и сигнал READY становится «0». Внутренняя схема декодирования памяти декодирует давно подготовленные адресные данные и позволяет считывать соответствующие адресные данные. Сигнал READY возвращается к «1» после того, как DOUT считывает результат из состояния ожидания.

5.1.2. Время операции записи

Его состояние показано на рис. 13(b). Когда память IP_EN = »1″ простаивает, команда чтения WRITE принимается от цифрового модулирующего сигнала, и сигнал READY становится «0». Внутренняя схема декодирования памяти декодирует давно подготовленные адресные данные, разрешает соответствующие адресные данные и записывается в память. Сигнал READY возвращается к «1», когда операция записи продолжается некоторое время и завершается.

5.2. Моделирование команд чтения и записи

Результат моделирования операции записи показан на рис. 14: когда поступает внешний сигнал записи, схема управления сначала отправляет сигнал стирания для выполнения операции стирания в течение 2 мс, а когда операция стирания завершена, схема продолжает посылать сигнал программирования программы. Насос заряда включается при запуске Erase или Program. Выходное высокое напряжение имеет скачок около 0,2 мс, когда два сигнала чередуются, что составляет около 2,6 мс на рисунке, и результат моделирования показывает, что зарядовому насосу требуется 60 мкс, чтобы подняться до требуемого высокого напряжения, а выходной результат равен = 10,1 В или около того, и  = 4,8 В. Выход зарядового насоса включается при отключении стирания или программы, выходное высокое напряжение падает с 10,1 В до 500 мВ за время 100 нс и падает с 4,8 В до 31 мВ за время 100 нс. Выходной сигнал равен «1», когда достигает 10 В, и ниже 10 В выходной сигнал. Сигнал Ready меняется с «1» на «0» после прихода сигнала Write, а по завершении операции записи меняется с «0» на «1» по завершении операции записи. Пунктирная линия на рисунке показывает падение на 4,6 мс для выполнения команды чтения.

Результат имитации команды чтения показан на рисунке 15. Когда команда чтения применяется вне памяти, схема управления памятью отправляет сигнал управления-чтение, который длится 0,1 мс, а состояние готовности падает до «0». сигнал на 4,6  мс. Затем DOUT повышается до сигнала «1», а на 4,7 мс Read выключается, следует также выключаться сигнал Control-Read; затем сигнал DOUT падает до «0» через 4,7 мс.

Из приведенного выше моделирования чтения/записи и функциональной временной диаграммы видно, что ячейка памяти, разработанная в этом документе, может выполнять базовую функцию чтения/записи памяти, а высокое напряжение, необходимое во время операции чтения/записи, составляет 10 В, что примерно на 30% ниже, чем 16 В, необходимые для обычной EEPROM.

В то время как моделирование команд чтения и записи памяти приведено выше для проверки функций чтения и записи памяти, распределение напряжения каждого порта внутри ячейки памяти приведено ниже, как показано на рисунке 16, где перечислены блок-схема массива MTP и подробное распределение напряжения для операций записи и чтения ячейки MTP в выбранных и невыбранных строках массива MTP. Во время операции программирования к двум электродам FG1 (FG0) и REN добавляется высокая разность напряжений 10 В. Электроны будут инжектироваться в FG1 (FG0) из канала M2 (M3), чтобы уменьшить потенциал FG1 до тех пор, пока разность потенциалов между FG1 (FG0) и REN не станет меньше порога туннелирования. Для невыбранных ячеек MTP во время операций стирания и программирования распределение напряжения гарантирует, что разность напряжений на всех устройствах меньше порогового значения канала туннелирования, что позволяет избежать эффекта туннелирования для сохранения исходного состояния. Для операций чтения блок MUX отвечает за строку и столбец, в которых находится выбранная ячейка. Воспринимающий усилитель, основанный на схеме положительной обратной связи, используется для улучшения чувствительности считывания токового разностного сигнала на RBL0 и RBL1.

Из приведенного выше распределения напряжения MTP и диаграммы сигналов портов EEPROM, приведенной в литературе [6], в таблице 1 сравниваются напряжения портов MTP и EEPROM, видно, что для операции записи MTP требуется 10 В (V1 = TUN = 10 В), а EEPROM требует 16 В (VSG = 16 В) для программирования. Пунктирные линии в таблице показывают, что напряжение, необходимое для MTP, намного ниже, чем напряжение EEPROM, составляющее 16 В или более, поэтому характеристика низкого напряжения MTP делает его идеальным для приложений UHF RFID.

6. Выводы

Чип электронной метки UHF как ключевой компонент Интернета вещей широко используется во всем мире и находится в центре внимания текущих исследований. Одним из ядер чипа электронной метки УВЧ является память; традиционные производители RFID используют EEPROM в качестве памяти меток RFID, но в чипе метки UHF необходимо снизить напряжение и стоимость, EEPROM имеет высокую стоимость (требуется специальная поддержка совместного процесса и многослойная маска) и дефициты высокого напряжения, и для этих недостатков это paper использует стандартный процесс CMOS для разработки MTP. С другой стороны, высокое напряжение, необходимое для процесса чтения/записи, составляет около 10 В, что на 30% ниже, чем у обычной EEPROM.

Доступность данных

Все данные, включенные в это исследование, доступны по запросу соответствующему автору.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Вклад авторов

YHX и CL разработали метод и написали статью; NB и YW провели эксперименты и проанализировали данные; все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Благодарности

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (№ 61204039) и Ключевой лабораторией вычислительного интеллекта и обработки сигналов Министерства образования (№ 2020A012).

Ссылки

1. Н. Бай, Л. Ван, Ю. Сюй и Ю. Ван, «Проектирование цифрового процессора основной полосы частот для меток УВЧ», Electronics , vol. 10, нет. 17, с. 2060, 2021.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Академия Google

2. К. Мин, С. Чжан, С. Рен и Дж. Сан, «Объединение пространственных пирамид в глубоких сверточных сетях для визуального распознавания», IEEE Transactions on Pattern Analysis & Machine Intelligence , no. 9, стр. 1904–1916, 2015.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

3. S. Li, L. Cai, Y. Xiao et al., «Пассивная IC RFID-метка UHF 20 дБм с MTP NVM в стандартном процессе CMOS 0,13– µ м. Схемы и системы I: обычные статьи», IEEE Transactions на , том. 99, стр. 1–14, 2020.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

4. М. Такахаши, С. Ван, Т. Хориучи, К. Ли, К. Ю. Юн и С. Сакаи, «Новые ферроэлектрические схемы КМОП как энергонезависимая логика», , Американское физическое общество, , том. 44, нет. 7, pp. 467-468, 2008.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

5. B. Wang, L. Man-Kay, J. Yi, T. Chi-ying, and A Bermak, «A- Пассивная RFID-метка UHF 12,3 дБм для теплового мониторинга сети» A IEEE Transactions on Industrial Electronics , vol. 66, нет. 11, стр. 8811–8820, 2019.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

6. Li De, Оптимизированная конструкция 512-битной EEPROM для чипов RFID-меток. Diss , Тяньцзиньский университет, Тяньцзинь, Китай, 2012 г.

7. Л. Ма, К. Ху, Ю. Чжу и Х. Чен, «Алгоритм совместной искусственной пчелиной колонии для многоцелевого планирования сети RFID», Journal сетевых и компьютерных приложений , том. 42, стр. 143–162, 2014.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

8. X. Wang, J. Zhang, Z. Yu, S. Mao, S. C. G. Periaswamy и J. Patton, «Об удаленном измерении температуры с использованием коммерческих UHF RFID-меток», IEEE Internet of Things Journal , об. 6, стр. 10715–10727, 2019.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

9. J. Shen, X. Wang, B. Wang et al., «Полностью интегрированная микросхема пассивного UHF RFID-транспондера с чувствительностью −12 дБм», в Материалы Международного симпозиума IEEE по схемам и системам IEEE , Пекин, Китай, май 2013 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

10. Z. Jin, Research on Key Technologies in the Design of Passive UHF Radio Frequency Identification Tags , Xi Dian University, Xi’an, China, 2011.

Бай и др. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

A Низковольтная ВЧ/аналоговая входная схема малой мощности для пассивной метки UHF RFID

• Идентификатор корпуса: 1509330

  title={Низковольтная маломощная радиочастотная/аналоговая входная схема для пассивной метки UHF RFID},
  автор = {Вэньи Че, На Ян, Сяо Ван и Хао Мин},
  год = {2007}
} 

• Wenyi Che, N. Yan, Hao Min
• Опубликовано в 2007 г.
• Engineering

RFID) метка. Температурная компенсация достигается опорным генератором с использованием подпороговых методов, для которых требуется более низкое напряжение питания, чем в обычной запрещенной схеме. Некоторые новые структуры разработаны для построения строительных блоков, включая схему сброса при включении питания с нулевым статическим током и регулятор напряжения. Цепь ВЧ/аналогового входного каскада… 

Полностью интегрированный радиочастотный приемопередатчик 900 МГц со сверхнизким энергопотреблением для безбатарейных беспроводных микросистем

• Челхо Чанг, Янг-Хан Ким, Тэ-Хун Ки, Кюсунг Бэ, Джонбэ Ким on Electronics, Circuits, and Systems

• 2011

В этом документе представлена ​​сверхмаломощная ИС радиочастотного приемопередатчика 900 МГц, разработанная для стробирования тактовой частоты, восстановления тактовой частоты, сбалансированного распределения мощности и методологии адаптивного энергопотребления, которая собирает энергию от 900 МГц. 00 МГц RF несущая волна.

Проект блока питания пассивной УВЧ RFID-метки

• Синюкин А.С.

• Информатика

• 2017

для получения приемлемой производительности и необходимого расстояния считывания.

Оценка рабочего диапазона систем RFID

• P. Cole, Zhonghao Hu, Yuexian Wang

• Бизнес

• 2011

В этой главе в Разделе 2 приводятся общие сведения о технологии RFID, объясняя некоторые важные термины, относящиеся к характеристикам антенны, и предлагается новый метод оценки рабочего диапазона систем RFID с помощью матрицы рассеяния.

Применение и анализ проблем RFID

Вкратце представлена ​​структура, принцип работы и классификация RFID, нового вида высокотехнологичной отрасли в Китае, а также проанализированы и обобщены важные проекты, основанные на RFID.

ПОКАЗАНЫ 1–10 ИЗ 12 ССЫЛОК

СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантности Наиболее влиятельные статьиНедавность

Полностью интегрированная ИС пассивного УВЧ RFID-транспондера с минимальной входной мощностью РЧ 16,7 мкВт при мощности передачи базовой станции 500 мВт ERP или 4 Вт EIRP, работающей в ISM-диапазоне 868/915 МГц с коэффициентом усиления антенны менее -0,5 дБ.

Маломощный низковольтный источник опорного напряжения только для полевых МОП-транзисторов

Предлагается маломощный низковольтный источник опорного напряжения только на полевых МОП-транзисторах, отличающийся очень хорошей температурной стабильностью и относящийся к положительному источнику питания. Он компенсирует температурную зависимость…

Пассивный RFID-транспондер UHF для EPC Gen 2 с чувствительностью -14 дБм в CMOS 0,13 мкм

Представлен пассивный RFID-транспондер, соответствующий стандарту EPC Gen 2, включая радиочастотный и аналоговый фронт- End, EEPROM и ядро ​​цифровой обработки, а также уникальный аналоговый дискретный RF…

КМОП эталонная схема запрещенной зоны с рабочим напряжением ниже 1 В Vref представляет собой сумму встроенного напряжения…

Маломощные эталоны ширины запрещенной зоны с DTMOST

В этом документе описываются две КМОП-схемы эталона ширины запрещенной зоны с МОП-транзисторами с динамическим порогом, предназначенные для применения в низковольтных маломощных ИС.