摘要 - 低成本,低功率和高效率集成系统的需求增加使设计射频(RF)模拟电路变得更加复杂。使用多指MOSFET是一种优化电路性能的有吸引力的技术。与单指MOSFET相比,它降低了硅区域,门电阻和寄生电容,这主要影响高频和噪声性能。但是,选择最佳手指数量仍然是一个具有挑战性的问题。本文研究了手指的数量(NF)对晶体管参数的影响,并评估其对RF收发器中多个关键功能的影响。该研究专门关注NF的函数,该研究在130 nm CMOS技术中实施的民用RF电路的性能。首先,提出了差异RF带通滤波器的设计。结果表明,使用多指MOSFET会导致芯片面积减少66.5%,功率消耗量增加了15%,而噪声图则减少了43%,与常规方法相比,线性性和频率范围的改善。然后,根据NF的不同配置,已经设计了一种在2.4 GHz左右运行的无电感LC-VCO和LNA。获得的结果通过应用多手指优化显示了该区域,功率增益,频率和噪声性能的改善,并表明保持NF的增加可以降低稳定性,线性和功耗。还通过蒙特卡洛模拟测试了所提出的电路,从而证实了它们的稳健性和不匹配变化。不同提议的电路和NF配置之间的详细分析比较证明,当NF较低时,MF技术是可靠的。
摘要 本文研究了一种具有可变增益控制的 60 GHz 低功耗宽带低噪声放大器 (LNA)。为了证明这一概念,该电路采用 22 nm 全耗尽绝缘体上硅 (FD-SOI) CMOS 技术实现。它通过增益峰值(增益分配)技术支持 60 GHz 的宽带操作。通过调整放大器的一些关键匹配网络,每级的峰值增益被分配到不同的频率,从而产生整体宽带频率响应。该电路由三个级联共源共栅放大器级组成。匹配网络针对带宽和噪声系数进行了优化。晶体管背栅用于 LNA 设计,以将电路切换到低功耗待机模式。这避免了基于前栅的切换在电压击穿和电路稳定性方面的问题。此外,通过背栅实现了在如此高频率下同时实现可变增益控制。与基于前栅的相比,基于背栅的可变增益控制可以实现增益的连续微调,同时对控制电压的精度或分辨率要求较低。在测量中,增益通过背栅成功从 20 dB 调低至 − 25 dB。在 1 V 标称电源的 8.1 mW 直流功率下,LNA 提供 20 dB 的峰值增益、18.5 GHz 的带宽和 3.3 dB 的最小噪声系数。当偏置在 0.4 V 的降低直流电源下时,所给出的电路仅消耗 2.5 mW 的直流功率,并且仍然提供 10 dB 的功率增益和约 4.5 dB 的最小噪声系数。通过切换到待机模式,LNA 在标称电源下消耗 850 µ W 的直流功率,在降低电源下消耗 240 µ W 的直流功率。与之前报告的设计相比,LNA 表现出色,具有最低的噪声系数以及具有竞争力的增益、带宽和直流功率。据作者所知,这是第一款通过单独的背栅偏置具有联合可变增益控制和切换功能的 60 GHz LNA。
基于三波混合的参数放大器是电磁信号处理的基本过程[1],无论是在光学和微波频域中。最近,随着量子信息科学的出现,三波混合为单个光子水平[2,3]的测量提供了一个基本的构建块,在此至关重要的是,非线性混合过程纯粹是消除的。一类重要的参数放大器利用三波混合来通过向下转换较高的频率泵场的转换来扩大传入的信号场。放大过程涉及在角频率下传入的泵photon!p以频率分为传出的信号和怠速光子!s和!i,在哪里进行。p¼!sÞ!i。自非线性光学元件早期以来,就已经知道了经典级别的三波混合过程原则上是可逆的和相位敏感的。在三波混合的情况下,这是最容易看到的,这是通过制作不耗尽的泵近似,从而导致信号和惰轮的线性两端口散射矩阵。通常仅在信号端口的输入中运行非排定副标,从而导致相位呈现相位的放大器,并带有功率增益,G 0。However the S matrix has two eigenvectors corresponding to inputs on both signal and idler port, with reciprocal eigenvalues given approximately by 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , 1 = 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , the former corresponding to coherent amplifica- tion of signal and idler with power gain 4 G 0 , and the latter to coherent attenuation (CA).在CA中,信号和惰轮都用正确的相对相施加,并且它们连贯地组合到泵频率,从而导致功率衰减1 = 4 g 0;这是相干扩增的时间转换过程。直到最近,还没有几乎无损的微波放大器,可以通过此简单的矩阵来很好地建模。但是,我们在这里使用的约瑟夫森参数转换器(JPC)几乎是无损的,并且性能限制了量子[5,6]。连贯的衰减和扩增