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一款65纳米CMOS工艺的230GHz高功率宽带耦合驻波压控振荡器
摘要： 本文提出了一种基于紧凑低损耗耦合驻波振荡器结构的230GHz宽带高输出功率谐波压控振荡器(VCO)。为提升输出功率，振荡器相互耦合时未给电路增加额外无源损耗。具有感性漏极阻抗的晶体管既为振荡器提供所需负阻，又作为频率调谐的有源可变电容，同时通过非线性特性产生所需的二次谐波功率。漏极传输线负责构建感性阻抗、耦合相邻振荡器并实现输出功率的路由与合成，从而使电路结构紧凑且无源损耗最小化。该设计采用无变容管频率调谐方案，在保证输出功率的同时实现宽带工作。除振荡器耦合与损耗最小化外，还通过优化晶体管所见的谐波阻抗来提升输出功率。原型芯片采用65nm CMOS工艺实现，VCO输出功率覆盖219-238GHz频段(8.35%调谐范围)，最大输出功率达3.4dBm。在1.5V电源供电下消耗195mW功耗时，测得最低相位噪声为-105.8dBc/Hz(偏移10MHz处)。
关键词： 驻波、低损耗、太赫兹、宽带、频率调谐、紧凑结构、毫米波（mm-Wave）、压控振荡器（VCO）、毫米波/太赫兹（THz）功率产生、谐波振荡器、无变容二极管
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于TDD前端的低损耗毫米波收发组合器合成技术
摘要： 时分双工（TDD）收发（T/R）毫米波（mm-wave）前端包含功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、天线开关以及相应的无源匹配与合路网络。本文提出一种综合设计方法，通过将PA输出匹配网络、LNA输入匹配网络与T/R开关整合为统一网络来最小化整体损耗。该技术提升了毫米波收发机在PA效率和LNA噪声系数方面的性能。所提出的T/R合路器可实现高线性度并处理大PA输出电压摆幅。该架构适用于任何具备高集成能力的工艺平台。采用45nm绝缘体上硅CMOS工艺实现了Ka波段方案，包含基于四堆叠结构的高功率PA和基于电感源极退化的共源共栅LNA。该前端中PA实现23.6dBm饱和输出功率与28%的峰值功率附加效率，LNA噪声系数为3.2dB。芯片总面积（含焊盘）为0.54平方毫米。
关键词： 发射/接收（T/R）开关、低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、5G发射机、堆叠式功率放大器、绝缘体上硅（SOI）、时分双工（TDD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）、毫米波（mm-wave）、Ka波段
更新于2025-09-04 15:30:14