相变存储器中驱动二极管之间串扰电流的分析与减小方法

二极管抑制噪声的方法在电子设备和电路中，噪声是一个不可忽视的问题，特别是在高频信号处理和精密测量中。

噪声可以降低系统的性能并引起误差。

二极管是一种常见的电子元件，它可以用来抑制噪声。

本文将探讨使用二极管抑制噪声的方法，包括常用的抑噪电路和相关的原理。

一、噪声的种类在讨论二极管抑制噪声的方法之前，首先了解一下噪声的种类。

在电子设备和电路中，常见的噪声包括热噪声、干扰噪声、信号接口噪声等。

热噪声是由于介质内部粒子的热运动引起的，是一种与温度相关的噪声，而干扰噪声则是来自外部电磁场或其他设备的干扰，信号接口噪声则是由于信号传输过程中产生的噪声。

针对不同类型的噪声，可以采取相应的抑制方法。

二、二极管抑制噪声的原理二极管是一种半导体器件，它具有电流只能沿一个方向流动的特性。

在某些特定的电路中，可以利用二极管的整流特性将噪声信号抑制在一个较低的水平。

具体来说，通过把二极管设置在电路中，可以利用其单向导电的特性，将不需要的噪声信号导向地，达到抑制噪声的效果。

三、常见的二极管抑噪电路1.单向导通二极管电路这是最简单直接的二极管抑噪电路，可以将噪声引向地。

这种电路主要适用于信号线路或输入端的瞬态保护。

当输入信号的幅值超过一定范围时，二极管就导通，并通过将多余的信号引向地，达到抑制噪声的目的。

2.稳压二极管电路稳压二极管也称为Zener二极管，它的工作原理是在达到一定反向击穿电压时，二极管会突然放大，使电流急剧增大。

通过将稳压二极管放在信号输入端，可以避免因输入信号超过一定范围而产生的噪声。

3.峰值限制器电路峰值限制器电路是一种通过二极管来限制输入信号的峰值的电路。

当输入信号超过一定电压时，二极管开始导通，将多余的信号流向地，从而限制输入信号的幅值，在一定程度上降低噪声。

四、使用二极管抑制噪声的注意事项虽然二极管可以有效抑制噪声，但在实际应用中需要注意一些事项。

1.选择合适的二极管不同类型的二极管具有不同的特性，对于不同的噪声类型和信号情况，需要选择合适的二极管。

二极管抑制噪声的方法
二极管抑制噪声的方法包括以下几种：
1. 选择具有反向恢复电流呈软特性的整流二极管，或在整流二极管前串联电感或在开关管整流管的磁珠，这样可以有效地抑制尖峰，从而降低噪声。

2. 输出整流二极管采用多个二极管并联来分担负载电流，适当增大整流二极管的电流容量，可相对减小反向恢复时的关断时间，限制反向短路电流的数值，抑制电流尖峰和降低导通损耗。

3. 降低开关管的开通速率。

4. 减小高频变压器的漏感并确保它不饱和。

5. 使元件布局走线合理，减小大电流回路的面积，对EMI的抑制也比较有效。

6. 选用软恢复特性的肖特基二极管。

7. 在二次侧接入RC吸收回路可进一步减小前沿尖峰的幅值，降低二极管恢复过程中的振荡频率。

8. 选用高导磁率的磁芯，变压器设计时激磁电流尽可能小。

9. 选用高磁通密度的材料，确保在恶劣环境下变压器不会饱和。

可取B值为饱和值的一半或1/3。

10. 选用闭合磁路的罐形或PQ磁芯减小漏磁。

11. 高频变压器绕制尽量减小漏感。

采用夹心绕法或三文治绕法。

绕线尽量均匀分布在骨架上。

选用漆包线时要考虑到趋肤效应。

这些方法可以单独或组合使用来抑制二极管整流器的电源噪声。

二极管整流损耗（原创实用版）目录一、二极管整流原理二、二极管整流过程中的损耗三、降低二极管整流损耗的方法正文一、二极管整流原理二极管整流是一种将交流电转换为直流电的过程，其原理主要基于半导体材料制作的二极管的单向导通特性。

当交流电压加在二极管上时，二极管在正半周期导通，负半周期截止，使得交流电的负半周期被“切除”，从而实现直流电输出。

二、二极管整流过程中的损耗在二极管整流过程中，由于二极管的非线性特性，会产生较大的电压降，从而造成电能的损耗。

这种损耗主要体现在以下几个方面：1.直流电压的纹波：由于二极管在整流过程中，只能在正半周期导通，负半周期截止，因此会导致输出的直流电压存在纹波。

这种纹波虽然不会造成实际的能量损耗，但会影响电气设备的性能和使用寿命。

2.二极管的导通电阻：二极管在导通状态下，存在一定的导通电阻，这会导致电能在整流过程中的损耗。

3.二极管的截止电流：当二极管处于截止状态时，仍然会有一定的电流流过，这就是二极管的截止电流。

截止电流虽然较小，但在整流过程中仍然会造成一定的能量损耗。

三、降低二极管整流损耗的方法为了降低二极管整流过程中的损耗，可以采取以下几种方法：1.选择合适的二极管：选择正向电压降较小，导通电流较大的二极管，可以有效降低整流过程中的损耗。

2.采用全桥整流电路：全桥整流电路采用四个二极管，可以实现对交流电的全程整流，有效降低直流电压的纹波，提高整流效率。

3.采用滤波电路：在整流电路后，加入滤波电路，如电容滤波、电感滤波等，可以有效减小直流电压的纹波，提高整流质量。

4.采用逆变器：逆变器可以将直流电转换为交流电，通过调整开关频率，可以实现对整流损耗的有效控制。

光电二极管的噪声灵敏度如何优化在现代科技领域中，光电二极管作为一种重要的光电器件，广泛应用于通信、医疗、工业检测等众多领域。

然而，其性能往往受到噪声灵敏度的影响。

噪声灵敏度直接关系到光电二极管在接收光信号时的准确性和可靠性。

因此，如何优化光电二极管的噪声灵敏度成为了一个关键问题。

要理解光电二极管的噪声灵敏度优化，首先需要清楚什么是噪声以及它是如何影响光电二极管性能的。

噪声在光电二极管中可以表现为多种形式，例如散粒噪声、热噪声、产生复合噪声等。

散粒噪声是由于光电流的粒子性导致的，其大小与光电流的平方根成正比。

热噪声则是由载流子的热运动引起的，与温度和电阻有关。

产生复合噪声则与半导体材料中的载流子产生和复合过程相关。

优化光电二极管的噪声灵敏度，一个重要的方面是从材料选择入手。

合适的半导体材料对于降低噪声起着关键作用。

例如，采用高纯度、低缺陷密度的材料可以减少产生复合噪声。

同时，材料的能带结构和载流子迁移率也会影响噪声性能。

在器件结构设计上，也有诸多策略可以降低噪声灵敏度。

增大光电二极管的受光面积可以增加光电流，从而相对降低散粒噪声的影响。

但受光面积的增加也需要综合考虑其他因素，如器件的集成度和响应速度。

优化耗尽层的宽度和深度同样重要。

较宽和较深的耗尽层有助于提高量子效率，减少暗电流，从而降低噪声。

此外，降低工作温度也是一种有效的方法。

因为温度的降低会减少热噪声。

在实际应用中，可以通过散热装置或者采用低温工作环境来实现。

但需要注意的是，过低的温度可能会带来其他问题，如材料的脆性增加等。

电路设计对于优化光电二极管的噪声灵敏度同样不容忽视。

采用低噪声的前置放大器可以有效地降低系统的整体噪声。

合理选择放大器的类型和参数，如输入阻抗、增益等，可以提高信号的质量。

同时，良好的滤波电路可以去除高频噪声，提高信号的稳定性。

除了上述硬件方面的优化措施，信号处理技术也能发挥重要作用。

例如，采用数字滤波算法可以对采集到的信号进行进一步的降噪处理。

摘要：本文介绍了高速电路中串扰产生的原理，并通过对串扰的仿真分析，提出一些减少串扰的办法。

关键词：高速电路；串扰；仿真；PCB设计前言当今飞速发展的电子设计领域，高速化和小型化是必然趋势。

如何在缩小电子系统体积的同时，提高系统的速度成为摆在设计者面前的一个重要课题。

信号频率提高、边沿变陡、印刷电路板的尺寸变小、布线密度加大等使得高速电路的串扰问题日益突出。

串扰过大可能引起电路的误触发，导致系统无法正常工作。

这就要求电子工程师对高速电路串扰问题进行仿真分析并采取相应的措施将串扰减少到合理的范围。

串扰的基本概念和相关理论高速电路中相邻传输线之间由于互感和互容而引起串扰，串扰大小和它们之间的互感和互容大小都有关系。

如图1所示，如果一信号进入传输线1，由于互感Lm和互容Cm的作用，将在传输线2上产生串扰，为了方便起见，我们定义2个概念：近端串扰和远端串扰。

近端串扰是指在受侵害线上靠近侵害线的驱动端的串扰(也称为后向串扰)，将受侵害线上靠近侵害线接受端方向的串扰称为远端串扰(也称为前向串扰)。

由互容引起的电流分别向受侵害线的2个方向流动，而由互感引起的电流从受侵害线的远端流向近端，这是因为互感产生的电流总是与侵害线中的电流方向相反。

因此，受侵害线上近端和远端串扰电流分别表示为I near=I(L m)+I near(C m)I far=I far(C m)-I(L m)图1互感互容引起的串扰电流示意图受侵害线上近端和远端串扰噪声的波形可以通过观察图2而得出。

当一个数字脉冲进入传输线，它的上升沿和下降沿将不断地在受侵害线上感应出噪声，在这里的讨论中，我们假设信号上升沿或者下降沿的变化速度非常快，远远小于传输线延迟，则根据前面的描述，一部分串扰噪声将传向近端，另一部分将传向远端，也就是我们所定义的近端串扰脉冲和远端串扰脉冲。

如图2所示，远端串扰脉冲将和侵害线上的信号同步流向终端，而近端串扰脉冲将起始于侵害线上信号变化沿出现时刻，并流向近端。

摘要：介绍几种抑制尖峰干扰的方法。

通过产品试用表明，该方法有一定的实用性。

关键词：纹波滤波器二极管抑制The Ripple of Switching Power Supply and the Means to be restrainedAbstract: A fewkinds of means restraining the ripple of switching power supply have been introduced .The application result shows that these means will be practical in some places.Keywords: Ripplc ,Filter ,Diode ,Restrain1 引言电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。

产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。

2 滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。

2.1电源进线端滤波器在电源进线端通常采用如图1所示电路。

该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。

图中各元器件的作用：（1）L1L2C1用于滤除差模干扰信号。

L1L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。

电感量几毫亨至几十毫亨。

C1为电源跨接电容，又称X电容。

用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。

电容量取0.22μF～0.47μF。

（2）L3，L4，C2，C3用于滤除共模干扰信号。

L3，L4要求圈数相同，一般取10，电感量2mH左右。

C2，C3为旁路电容，又称Y电容。

电容量要求2200pF左右。

电容量过大，影响设备的绝缘性能。

在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。

电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。

二极管噪声特性二极管是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电路中。

除了正常的电流传导功能外，二极管还具有一个重要的特性，即噪声特性。

本文将详细介绍二极管的噪声特性及其影响因素。

一、噪声特性的定义与分类噪声是指电子元件或电路中随机性产生的干扰信号。

在二极管中，噪声主要包括热噪声、互模干扰噪声和量子噪声。

其中，热噪声由于二极管内部电子热运动引起，是最主要的噪声源。

1. 热噪声：由于二极管内部电子的随机热运动，产生了热噪声。

热噪声的功率谱密度与频率成正比关系，即在频率范围内，热噪声的功率谱密度保持不变。

2. 互模干扰噪声：互模干扰噪声是由于二极管内部非线性特性引起的。

当二极管工作在非线性区域时，会产生非线性畸变，导致输入信号之间的互相干扰。

3. 量子噪声：由于光子的波动性质和波函数的随机性，二极管在光照射下会产生量子噪声。

量子噪声与热噪声不同，其功率谱密度与频率成反比关系。

二、二极管噪声的影响因素二极管的噪声特性受多种因素的影响，主要包括温度、频率、电流和二极管的材料特性。

1. 温度：温度是影响二极管噪声的重要因素之一。

二极管的热噪声与温度成正比，即温度升高，热噪声也会相应增加。

2. 频率：频率也是影响二极管噪声的关键因素。

在高频范围内，热噪声对二极管的影响会减小，而量子噪声则起主导作用。

3. 电流：二极管的电流也会对噪声特性产生明显影响。

一般来说，二极管的噪声随着电流的增加而增加。

但在某些特殊情况下，二极管的噪声会因电流增加而减小。

4. 材料特性：二极管的材料特性对其噪声特性也有一定影响。

例如，不同材料的二极管在相同条件下的噪声水平可能会有所不同。

三、噪声特性的测试和评估方法为了准确评估二极管的噪声特性，需要进行相应的测试和测量。

常用的测试方法包括噪声谱分析法、自相关函数法、互相关函数法等。

通过这些方法可以得到二极管噪声的功率谱密度、自相关函数和互相关函数等参数，从而进行准确的噪声特性评估。

四、应用领域与展望二极管噪声特性在许多应用领域具有重要意义。

光电二极管的电流噪声如何降低在当今的电子世界中，光电二极管作为一种重要的光电器件，被广泛应用于各种领域，如通信、传感、成像等。

然而，电流噪声的存在却可能影响其性能和应用效果。

电流噪声就像是光电二极管工作时的“杂音”，会干扰我们对有用信号的获取和分析。

那么，如何降低这个“杂音”，让光电二极管能够更清晰地“说话”呢？要降低光电二极管的电流噪声，我们首先需要了解电流噪声的来源。

电流噪声主要包括散粒噪声和热噪声。

散粒噪声源于电子的离散性和随机性，就好像是电子在通过器件时的“跳跃”造成的。

而热噪声则是由于电子的热运动引起的，温度越高，热噪声就越大。

降低散粒噪声的一个有效方法是优化光电二极管的结构和材料。

选择合适的半导体材料可以改善电子的传输特性，减少电子的“跳跃”不确定性。

例如，采用高纯度、高质量的半导体材料能够减少杂质和缺陷，从而降低散粒噪声。

同时，增加光电二极管的有效面积也有助于降低散粒噪声。

较大的有效面积意味着更多的光子可以被吸收和转化为电流，从而相对降低了单个电子的影响，使得散粒噪声的影响减小。

在控制热噪声方面，降低工作温度是一个关键的策略。

我们可以通过良好的散热设计来保持光电二极管处于较低的温度环境。

比如，使用高效的散热片或者采用风冷、水冷等散热方式。

此外，优化电路设计，减少电路中的电阻，也能够降低热噪声的产生。

因为电阻会产生热量，从而增加热噪声。

除了从器件本身的结构和材料入手，外部的电路设计和处理也对降低电流噪声起着重要作用。

在前置放大器的选择上，我们应该选用低噪声的放大器。

这类放大器具有更好的噪声性能，能够在放大有用信号的同时，尽量减少噪声的引入。

另外，合理的滤波电路设计也必不可少。

通过设置合适的滤波器，可以将噪声频率成分滤除，只保留有用的信号频率。

这就像是在嘈杂的市场中，我们戴上一副能够过滤掉背景噪音的耳机，只听到我们想听的声音。

在实际应用中，对光电二极管进行适当的偏置也是降低电流噪声的一种手段。

串扰详解1 串扰问题产生的机理串扰是信号在传输线上传播时，由于电磁耦合而在相邻的传输线上产生不期望的电压或电流噪声干扰，信号线的边缘场效应是导致串扰产生的根本原因。

为了便于分析，下面介绍几个有关的概念。

如图1所示，假设位于A点的驱动器是干扰源，而位于D点的接受器为被干扰对象，那么驱动器A所在的传输线被称之为干扰源网络或侵害网络(Agreessor)，相应的接收器D所在的传输线网络被称之为静态网络或受害网络。

静态网络靠近干扰源一端的串扰称为近端串扰(也称后向串扰)，而远离干扰源一端的串扰称为远端串扰(或称前向串扰)。

由于产生的原因不同将串扰可分为容性耦合串扰和感性耦合串扰两类。

1．1 容性耦合机制当干扰线上有信号传输时，由于信号边沿电压的变化，在信号边沿附近的区域，干扰线上的分布电容会感应出时变的电场，而受害线处于这个电场里面，所以变化的电场会在受害线上产生感应电流。

可以把信号的边沿看成是沿干扰线移动的电流源，在它移动的过程中，通过电容耦合不断地在受害线上产生电流噪声。

由于在受害线上每个方向的阻抗都是相同的，所以50％的容性耦合电流流向近端而另50%则传向远端。

此外，容性耦合电流的流向都是从信号路径到返回路径的，所以向近端和远端传播的耦合电流都是正向的。

对于近端容性耦合串扰，随着驱动器输出信号出现上升沿脉冲，流向近端的电流将从零开始迅速增加，当边沿输入了一个饱和长度以后，近端电流将达到一个固定值。

另外，流向近端的耦合电流将以恒定的速度源源不断地流向近端，当上升沿到达干扰线的接收端，此上升沿会被接受吸收，不再产生耦合电流信号，但是受害线上还有后向电流流向受害线的近端，所以近端的耦合电流将持续两倍的传输延迟。

对于远端容性耦合串扰，由于信号的边沿可看成是移动的电流源，它将在边沿的附近区域产生经互容流进受害线的耦合电流，而产生的耦合电流将有50％与干扰线上的信号同向而且速度相同地流人远端，因此随着干扰线上信号的传输，在受害线上将不断地产生的前向耦合电流而且和已经存在的前向耦合电流不断地叠加，并一同传向远端。

存储阵列中的串扰分析及脉冲产生电路设计龙娟;杨银堂;马城城【摘要】在SRAM存储阵列的设计中,经常会遇到相邻信号线与电路节点间耦合引起的串扰问题.针对这个问题给出位线"间隔译码"的组织结构,有效地降低了存储器读写时寄生RC所带来的串扰.同时,针对该"间隔译码"的存储阵列结构,设计了脉冲产生电路,该电路只需要利用行地址的变化来生成充电脉冲,不仅简化了电路的规模,而且减小了读写操作时存储阵列中单元之间的串扰,提高了可靠性.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)012【总页数】3页(P172-174)【关键词】耦合;间隔译码;串扰;SRAM【作者】龙娟;杨银堂;马城城【作者单位】西安电子科技大学,微电子学院,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,微电子学院,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,微电子学院,陕西,西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN7101 引言随着信息技术的飞跃发展，高速、大容量、高可靠性的静态存储器越来越得到大家的关注。

现代数字设计中硅片面积的大部分用于存储数据值和程序指令[1]。

在高性能微处理器中,二级缓存存储器占整个微处理器一半以上的晶体管,这种比例在将来还会上升。

可见,数据存储电路是数字电路的关键之一,其性能将决定整个芯片的性能水平。

存储阵列作为存储器的核心部件，其布局对整个存储器的面积、功耗、可靠性等有着非常重要的影响；本文就存储阵列出现的串扰问题给出了一种新型结构----“间隔译码”的存储阵列；同时针对该结构，设计了脉冲产生电路，该电路只需要利用行地址的变化来生成充电脉冲，不仅简化了电路的规模，而且减小了读写操作时存储阵列中单元之间的串扰，提高了可靠性。

2 串扰问题的解决方案2.1 问题的产生通常，由相邻信号线与电路节点间耦合引起的干扰通常称为串扰。

其所导致的干扰如同一个噪声源，会引起难以跟踪的间断错误，影响着信号的完整性并降低电路的性能[1]。