基于中和电容的60GHz CMOS功率放大器设计

功率放大器PA(Power Amplifier)是射频前端重要的模块,基于SMIC 55 nm RF CMOS工艺,设计了一款60 GHz两级差分功率放大器。针对毫米波频段下,硅基CMOS晶体管栅漏电容(C_(gd))严重影响放大器的增益和稳定性的问题,采用交叉耦合电容中和技术抵消C_(gd)影响。通过优化级间匹配网络和有源器件参数,提高了功率放大器的输出功率,增益和效率。后仿结果显示,在1.2 V的供电电压下,工作在60 GHz的功率放大器饱和输出功率为11.3 d Bm,功率增益为16.2 d B,功率附加效率为17.0%,功耗为62 m W。芯片面积380μm×570μm。

大功率短波发射机中和电容的技术改进

本文对420C型500kW短波发射机和DF100A型100kW短波发射机的末级中和电路的原理进行了分析,并对两种机型的末级中和电容的改进进行了介绍。

一种基于电容中和技术的低功耗宽带VGA设计

阐述一种基于电容中和技术的宽带可变增益放大器(VGA),用于高速通信和高分辨率雷达系统。提出的负电容通路有效地拓展了带宽,并在不同的增益设定下实现平坦的带内增益。仿真结果表明,VGA在增益-2.8~49.4dB调节范围内均实现带宽超过4.0GHz。它的功耗在1V的电源电压下为16.5mW,核心电路面积为0.006 mm^(2)。

DF100A型短波发射机中和电容电路的分析与调整

本文阐述了DF100A短波发射机高末级电子管屏极与栅极之间极间电容的危害性,强调了中和电容在高末级放大器中的重要作用,对中和电容电桥电路的原理进行了分析,并介绍了2种中和电容的调整方法。

一种新型地球物理电容性电场传感器研究

当前在地球物理勘探中使用的电场传感器探头一不极化电极存在一些不足，如要求电极具有较低的接地阻抗，这使其在沙漠、冻土、戈壁等高阻区应用较为困难。分析了电场传感器系统的等效电路，指出低频电容性电场传感器应用在地球物理电法勘探中的可能性，并设计出一种低频电容性电场传感器，该电场传感器可直接放置于地面，进行地电场的测量。为提高电场传感器测量的准确性，采用输入电容中和技术以抑制耦合电容变化所带来的测量误差。该电场传感器工作频率为0．1～1kHz。外场测试表明，该电场传感器具备准确测量地电场信号的能力，在工作频率范围内获得与不极化电极相似的测量结果，幅值差异小于5％。该电场传感器在高阻区的地球物理勘探领域具有较好的应用前景。

基于65 nm CMOS工艺的小型化高增益低噪声放大器设计

基于65 nm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺研制了一款用于X波段的小型化高增益低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA).通过研究晶体管尺寸和偏置电压对噪声系数和增益性能的影响,确定了低噪声高增益情况下晶体管尺寸和偏置电压的取值.针对LNA的输入、输出和级间匹配,采用变压器匹配网络,使得LNA尺寸缩小至0.33 mm×0.73 mm,同时提高了电路的隔离度.在变压器中嵌入并联电容,降低了变压器的耦合系数.基于差分共源拓扑结构,引入中和电容技术,有效地抑制了晶体管栅-漏间寄生电容引起的米勒效应,提高了LNA的增益和稳定性.测试结果表明,在1 V电源电压下,该LNA的带内最大增益为22.9 dB,最小噪声系数为2.8 dB,功耗为49 mW.在射频收发系统中,本款LNA具有良好的应用前景.

一种65 nm CMOS 60 GHz高增益功率放大器

设计了一种基于65 nm CMOS工艺的60 GHz功率放大器。采用共源共栅结构与电容中和共源级结构相结合的方式来提高功率放大器的增益,并采用两路差分结构来提高输出功率。采用片上变压器作为输入/输出匹配及级间匹配,以减小芯片的面积,从而降低成本。采用Cadence、ADS和Momentum等软件进行联合仿真。后仿真结果表明,在工作频段为60 GHz时,最大小信号增益为26 dB,最大功率附加效率为18.6%,饱和输出功率为15.2 dBm。该功率放大器具有高增益、高效率、低成本等优点。

基于标准CMOS工艺的一款宽带限幅放大器芯片设计

采用SMIC0.35μmCMOS混合信号工艺来设计开发一款适用于SDHSTM-16的光接收机前端限幅放大器芯片。该限幅放大器的设计采用了电容中和技术来实现带宽的扩展,可满足2.5Gbps速率要求,芯片电路拥有信号丢失检测和自动静噪功能。芯片版图的参数提取仿真表明:芯片最小输入动态范围可达2mV,50Ω负载上的双端输出摆幅约为1400mVpp,在3.3V供电下静态功耗仅为66mW,动态功耗为105mW,有实际推广价值。

160 GHz三级堆栈式CMOS功率放大器的设计

在40 nm标准CMOS工艺下,使用堆栈式结构设计了160 GHz的伪差分式三级功率放大器,并且应用了中和电容技术提升了其增益与稳定性.其中,级间匹配与输入输出Balun使用了片上变压器,从而减小了匹配损耗,并且提升了最终的带宽.讨论了在伪差分堆栈式结构中使用中和电容的影响与解决方案.仿真结果表明:功放在160 GHz时达到最大增益11.4 dB,3 dB带宽达到24.9 GHz,饱和输出功率达到4.9 dBm,功耗为84.5 mW.对比传统的共源级和共源共栅结构,堆栈式结构也可以应用于毫米波电路,并且提升了功放的性能.