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射频识别（RFID）技术在现代社会的各个领域已经取得广泛应用，超高频无源标签的研发和应用也正在逐步兴起。而嵌入式非挥发存储器的读写功耗成为无源标签性能的主要制约因素，本论文根据RFID技术的应用需求，系统开展了用于RFID无源标签的低压低功耗EEPROM电路系统，其中包括电荷泵和灵敏放大器等关键模块电路的优化设计研究。论文所开展的主要研究工作和取得的创新成果包括：
1.根据RFID标签的系统需求和EEPROM的工作特点，提出并实现了PMOS传输管电荷泵的新结构电路设计。新的电荷泵电路结构设计，可克服NMOS传输管电荷泵受体效应影响的缺点，在低电压条件下仍能取得较高的效率。同时，对PMOS传输管电荷泵的衬底偏置结构进行了简化的优化设计，该设计通过将传统的双边偏置结构改进为单边偏置，在不损失电荷泵性能的前提下，节省了芯片面积。
2.提出了新型的时钟倍增型电荷泵电路新结构，新的电荷泵电路在相同的低电压条件下，可比普通电荷泵有更高的输出电压和输出效率。同时根据类似的技术，提出了可避免体效应的电压倍增器新设计，用于低电压下读取操作的位线控制，以达到提高速度和可靠性的目标。
3.提出了电容分压一时钟反馈电路新结构，以达到降低电荷泵功耗的目的。并且提出了可抑制电荷泵启动阶段电流冲击浪涌效应的电路设计新方法，有效提高了系统可靠性。
4.基于RFID对低功耗和高可靠性的需求，提出了并设计了两种改进型电压灵敏放大器电路新设计。新的改进型电压灵敏放大器与传统的电流型灵敏放大器相比功耗大为降低，而与传统的电压型灵敏放大器相比，可靠性得到显著提高。
5.基于低功耗的需要，提出并设计了时序改进型的高压转换电路，该电路可以有效避免高压漏电流和由高压引起的可靠性问题。
6.基于上述的改进技术和中芯国际的大生产工艺平台，实际设计并制造了基于0.18μm2P4M工艺的EEPROM芯片。所设计和制造的芯片容量为256字节，面积小于0.56m㎡。DIP封装之后的测试结果显示，当芯片的工作速度为1MHz时，EEPROM的读出功耗小于5μA，编程功耗小于40μA，这些均满足了电路的设计指标，符合RFID无源标签的应用需求，可以极大提高标签的灵敏度。