张明远 · 模拟芯片设计

针对实验室要求的高性能仪表放大器指标，独立完成电路架构选型与模块分解，采用Cadence Spectre对三级运放及电流镜负载进行仿真，通过调整输入级尾电流源及共模反馈环路，将共模抑制比从初始85 dB提升至112 dB（仿真结果），达到课题设计目标。

负责版图设计与物理验证，在TSMC 0.18 μm工艺下完成差分输入对、有源负载及偏置网络的对称布局，通过添加dummy器件和Guard ring将版图失配引起的共模抑制比下降控制在3 dB以内，最终版图面积为0.024 mm²。

为验证工艺角下的鲁棒性，对-40 °C至85 °C温度范围和±10%电源波动进行Monte Carlo仿真（200次），确保共模抑制比最差情况不低于98 dB，增益误差小于0.2%，输出摆幅达±1.2 V。

撰写《高性能仪表放大器设计报告》共12页，包含原理分析、仿真数据与版图后仿结果，并组织两次组内技术分享，梳理了共模抑制比优化的关键折衷（功耗、面积与噪声），获得指导老师正面反馈。

在半导体创新实践基地实习期间，独立设计基于Sallen-Key拓扑的二阶有源低通滤波器，使用HSPICE完成频率响应仿真，-3dB截止频率精准锁定在10kHz，通带增益误差低于0.5%。

针对滤波器噪声性能进行迭代优化，通过调整RC网络参数使输出噪声密度降至2.8 nV/√Hz，满足低噪声信号链的典型指标要求。

对比一阶与二阶低通滤波器特性，设计并仿真四阶巴特沃斯低通滤波器，通带纹波控制在0.1dB以内，阻带衰减达-40dB@30kHz，较单级方案提升12dB。

编写HSPICE脚本实现自动化参数扫描，覆盖20组工艺角（TT/FF/SS等），确保滤波器截止频率偏差在±5%以内，验证了设计的鲁棒性。

作为硬件负责人，主导设计用于微弱信号检测的多级放大与信号调理模块，采用三级运算放大器级联结构（总增益≥80 dB），通过Matlab建立直流偏置模型并优化各级静态工作点，使输出失调电压降至±2 mV以内。

针对PCB布局中信号串扰与电源噪声问题，规划分割地平面与电源走线，将高频增益级与直流偏置级物理隔离；实测串扰抑制比提高18 dB，整体模块在竞赛测试中无自激振荡。

利用Matlab仿真不同增益分配下的带宽与噪声裕量，最终确定第一级低噪声放大器（噪声系数≤3.5 dB）、第二级可变增益级（040 dB可调）、第三级输出驱动级；整机-3 dB带宽达到12 MHz，满足竞赛对200 kHz5 MHz频段信号调理要求。

在原型板调试阶段，通过添加米勒补偿电容消除了第二级运放的高频振铃，使相位裕度从45°提升至62°；完成全部硬件调试后，模块可在±5 V单电源下稳定工作，静态功耗仅85 mW。