中国半导体十大研究进展候选推荐（2020-013）——基于动态放大器的Delta-Sigma调制器
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工作简介
随着集成电路工艺节点演进到纳米级别，传统模拟电路模块（如运算放大器）的设计面临着MOS管本征增益退化等诸多问题和挑战。中国科学院半导体研究所刘力源研究员等研究了基于动态放大器（DA，Dynamic Amplifier）的Delta-Sigma调制器，实现了低压、低功耗的设计。
Delta-Sigma调制器构成的模数转换器（ADC）广泛应用于高精度、低功耗物联网节点信号的获取和多种处理场景中，是目前模拟数字混合集成电路芯片设计研究领域的重要研究方向之一。为降低传统运算放大器的功耗，刘力源研究员等设计了基于动态放大器的开关电容积分器；提出了转移相复位技术，解决了积分器冗余大负载电容的额外功耗问题；提出了建立增强技术，加速了积分器的差模建立；提出了尾电流源闪烁噪声的消除技术，提高了带内信噪比。
在65 nm CMOS工艺上流片了一款面向音频应用的Delta-Sigma调制器，芯片工作电压可以低至0.8 V，24 kHz带宽内信号噪声失真比（SNDR）为89.6 dB，动态范围（DR）为91 dB，调制器功耗仅为49 μW。
左：芯片照片；中：动态放大器；右：芯片测试结果。
相关研究成果于2020年2月以“A Discrete-Time Audio DS Modulator Using Dynamic Amplifier With Speed Enhancement and Flicker Noise Reduction Techniques”为题发表在IEEE Journal of Solid-State Circuits（JSSC）上。论文第一作者为博士研究生马松，刘力源研究员为通讯作者。
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主要作者简介
2005年在清华大学电子工程系获工学学士学位；2010年在清华大学微纳电子学系获工学博士学位。2010年7月至2012年7月在清华大学电子工程系做博士后研究。2012年7月至2017年12月在中国科学院半导体研究所工作，任副研究员。2018年1月至今在中国科学院半导体研究所任研究员。
刘力源研究员主要从事高速CMOS图像传感器芯片、三维图像传感器芯片、太赫兹波图像传感器芯片、视觉芯片等数模混合集成电路研究。成果发表于IEEE Journal of Solid-State Circuits、IEEE Transaction on Circuits and Systems I: Regular Papers、IEEE Transaction on Terahertz Science and Technology等杂志上。2016年入选中国科学院青年创新促进会第六批会员。
刘力源研究员担任半导体学报编委。目前承担国家自然科学基金面上项目、重点研发计划项目课题、北京市科技计划课题等研究工作。
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原文传递
详情请点击论文链接: https://ieeexplore.ieee.org/document/8862953
《半导体学报》简介：
《半导体学报》是中国科学院主管、中国电子学会和中国科学院半导体研究所主办的学术刊物，1980年创刊，首任主编是王守武院士，黄昆先生撰写了创刊号首篇论文，2009年改为全英文月刊Journal of Semiconductors（简称JOS），同年开始与IOPP英国物理学会出版社合作向全球发行。现任主编是中科院副院长、国科大校长李树深院士。
2016年，JOS被ESCI收录。
2019年，JOS入选“中国科技期刊卓越行动计划”。
“中国半导体十大研究进展”推荐与评选工作简介：
《半导体学报》在创刊四十年之际，启动实施 “中国半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。以我国科研院所、高校和企业等机构为第一署名单位，本年度公开发表的半导体领域研究成果均可参与评选。请推荐人或自荐人将研究成果的PDF文件发送至《半导体学报》电子邮箱：jos@semi.ac.cn，并附简要推荐理由。被推荐人须提供500字左右工作简介，阐述研究成果的学术价值和应用前景。年度十大研究进展将由评审专家委员会从候选推荐成果中投票产生，并于下一年度春节前公布。
JOSarXiv预发布平台简介：
半导体科技发展迅猛，科技论文产出数量逐年增加。JOSarXiv致力于为国内外半导体领域科研人员提供中英文科技论文免费发布和获取的平台，保障优秀科研成果首发权的认定，促进更大范围的学术交流。JOSarXiv由《半导体学报》主编李树深院士倡导建立，编辑部负责运行和管理，是国内外第一个专属半导体科技领域的论文预发布平台，提供预印本论文存缴、检索、发布和交流共享服务。
JOSarXiv于2020年1月1日正式上线（http://arxiv.jos.ac.cn/），通过《半导体学报》官网（http://www.jos.ac.cn/）亦可访问。敬请关注和投稿！
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