本文讨论了为下一代K频段17.3 - 20.2 GHz开发的整体微波集成电路(MMIC)功率放大器的设计步骤和实验表征。所使用的技术是硅工艺上的市售100 nm栅极长壳。考虑到航天器的苛刻约束,尤其是仔细考虑了这种技术的热约束,以保持所有设备的连接温度在最差的情况下(即,最高环境温度为85°C)。已实现的MMIC基于三阶段的结构,首先以脉冲制度进行了晶状体表征,随后将其安装在测试jig中,并在连续的波浪工作条件下进行表征。在17.3 - 20.2 GHz操作带宽中,构建的放大器可导致输出功率> 40 dbm,功率添加效率接近30%(峰值> 40%)和22 dB的功率增益。
• 可直接与风力涡轮机、太阳能光伏、锂电池、负载组、可控电网接口、公用电网或虚拟仿真环境(数字实时模拟和网络范围)的任意组合进行交流耦合 • 混合电网控制器控制校园内的所有电力资产,包括电解器和燃料电池发电机的闭环电源点控制,并可根据项目进行定制 • 1.25 MW PEM 电解器和 1 MW PEM 燃料电池发电机 • 电解器功率增益(上升)速率为 ~6%/秒,斜率(下降)速率为 ~15%/秒 • 燃料电池可以跟踪电网以及黑启动/电网形式(接近瞬时 100% 功率响应) • 燃料电池调低至 0%,电解器调低至 20%(包括工厂平衡) • 1 Hz 标准数据采集和控制速率,交流电网可以进行 50 kHz 数据采集
本文讨论了为下一代 K 波段 17.3 – 20.2 GHz 超高吞吐量卫星开发的单片微波集成电路 (MMIC) 功率放大器的设计步骤和实验特性。所用技术是商用的 100 纳米栅极长度硅基氮化镓工艺。该芯片的开发考虑到了航天器的严格约束,特别是仔细考虑了这种技术的热约束,以便在最坏情况下(即最高环境温度为 85°C)将所有器件的结温保持在 160°C 以下。基于三级架构的实现的 MMIC 首先在脉冲模式下进行晶圆上特性分析,随后安装在测试夹具中并在连续波工作条件下进行特性分析。在 17.3 – 20.2 GHz 工作带宽内,内置放大器提供输出功率 >40 dBm,功率附加效率接近 30%(峰值 >40%),功率增益为 22 dB。
摘要 — 介绍了一种用于 300 GHz 左右高速通信的宽带三级伪差分 SiGe 互连双极晶体管 (HBT) 功率放大器 (PA)。该放大器采用实验性的 130 nm SiGe BiCMOS 技术制造,ft / f max 为 470/650 GHz。建议使用非对称耦合线变压器在所有放大器接口处进行器件电抗补偿,以促进宽带阻抗变换。该放大器的最大小信号功率增益为 23.0 dB,P sat /OP 1 dB 分别高达 9.7/6.7 dBm。它在小信号操作中显示 63 GHz(239-302 GHz)的 3-dB 带宽,在饱和时显示 94 GHz(223-317 GHz)的 3-dB 带宽。该放大器在 3 V 电源电压下消耗大约 360 mW,在 260 GHz 时产生 1.95% 的峰值功率附加效率 (PAE)。
摘要:本文介绍了一种采用40nm CMOS工艺的E波段四倍频器。该电路采用两个推推式倍频器和两个单级中和放大器。倍频器采用伪差分B类偏置共源共栅拓扑结构,提高了反向隔离度和转换增益。采用中和技术可同时提高放大器的稳定性和功率增益。堆叠变压器用于单端到差分转换以及输出带通滤波。输出带通滤波器可提高四次谐波的输出功率,同时抑制不需要的谐波,特别是二次谐波。核心芯片尺寸为0.23mm2,功耗为34mW。测得的四次谐波在76GHz时实现了1.7dBm的最大输出功率,峰值转换增益为3.4dB。对于 74 至 82 GHz 的频谱,基波和二次谐波抑制分别超过 45 dB 和 20 dB。
图表 图 1 接收器架构 [7] .................................................................................................... 6 图 2 用于生成 S 参数的输入和输出端口。 [8] ........................................................... 6 图 3 体 CMOS 与 FD-SOI 结构 [9] .............................................................................. 8 图 4 共栅极放大器(左)共源放大器(右) ........................................................ 10 图 5 级联电感退化 CS LNA 原理图 ........................................................................11 图 6 测试台设置 ......................................................................................................................... 14 图 7 Cpad 的参数扫描 ............................................................................................................. 15 图 8 理想元件的 S11 行为 ............................................................................................................. 16 图 9 所需频带的 S21 行为宽度 ............................................................................................................. 17 图 10 S21 带宽 ............................................................................................................................. 18 图 11 理想元件的噪声系数 ............................................................................................................. 19 图 12 增益(单位为 dBm) ............................................................................................................. 20 图 13 非理想元件的 S11 行为 ............................................................................................................. 21 图 14 非理想元件的 S21 行为........................................................................... 22 图 15 S21 带宽 ...................................................................................................................... 23 图 16 非理想元件的噪声系数 ...................................................................................................... 24 图 17 功率增益 ...................................................................................................................... 25 图 18 完整布局 ...................................................................................................................... 26 图 19 电阻器 MOSFET 和电容器的放大布局。 ............................................................. 27
摘要 - 净宽带(UWB)应用程序需要低功率和低噪声放大器(LNA),这些放大器(LNA)可以在较大的频率范围内运行。但是,传统的LNA通常会遭受线性不良和高功率消耗的困扰。这项研究工作提出了一种新型的LNA设计,该设计使用调整后的衍生化叠加(DS)技术和反馈来提高线性性并减少UWB LNA的功耗。DS技术通过调节晶体管的偏置电流来增强取消三阶相位调节(IM3),而反馈则改善了LNA的稳定性和输入匹配。使用180 nm标准CMOS技术中使用退化的通用源拓扑实现LNA。模拟结果表明,LNA的功率增益为10–12.2 dB,输入三阶截距点(IIP3)约为12 dbm,而在3.1-10.6 GHz的UWB频带上的噪声图小于2.5 dB。输入反射系数小于-10 dB,功耗为11.6兆瓦,电源为1.5 V。设计的LNA为UWB应用提供了一种新颖的创新解决方案,可显着提高UWB LNA的性能和效率,同时降低实施的成本和复杂性。
摘要 — 现在,物联网应用需要增强识别和自适应等功能。虽然物联网节点功耗是这些应用的主要关注点,但由于通过无线网络连续传输传感器或图像数据,基于云的处理变得难以为继。因此,应在物联网节点中集成优化的 ML 功能和数据传输。此外,物联网应用在零星数据记录和耗能数据处理(例如图像分类)之间左右为难。因此,节点的多功能性是解决这种多样化能源和处理需求的关键。本文介绍了 SamurAI,这是一种多功能物联网节点,它通过利用两个片上子系统来弥补处理和能源方面的差距:低功耗、无时钟、事件驱动的始终响应 (AR) 部分和节能的按需 (OD) 部分。 AR 包含一个 1.7MOPS 事件驱动的异步唤醒控制器 (WuC),唤醒时间为 207ns,针对零星计算进行了优化,而 OD 结合了深度睡眠 RISC-V CPU 和 1.3TOPS/W 机器学习 (ML),可执行高达 36GOPS 的更复杂任务。这种架构分区实现了同类最佳的多功能性指标,例如峰值性能与空闲功率比。在应用分类场景中,它展示了系统功率增益,与基于云的处理相比高达 3.5 倍,从而延长了电池寿命。
摘要:如今,放大器是一种功率增益更大的器件。它是现代电子器件的基础,广泛应用于几乎所有电子设备。共源共栅放大器是各种有用电路的关键元件。它具有带宽增加、转换速率高、增益高、输入阻抗适中和输出阻抗较高的优点。循环折叠共源共栅放大器 (RFCA) 的参数比传统折叠放大器 [1] 有所改进。这是通过使用信号路径中空闲设备的先前电路来实现的,从而提高了跨导、增益和转换速率 [1]。共源共栅级由共栅极和共源极端子组成。互补折叠共源共栅放大器 (CFCA) 是镜像配置电路,可节省功率并具有更高的稳定点。转换速率允许最大频率高于范围,从而消除任何潜在错误和不需要的信号。转换速率高于 6.3V/µs 的电路似乎最常用。单位增益带宽可用来放大信号,更宽的带宽可以消除较小的信号。关键词:循环折叠共源共栅 (RFC)、互补折叠共源共栅 (CFC)、折叠共源共栅放大器 (FCA)。
摘要 — 本文提出了一种高效宽带毫米波 (mm-Wave) 集成功率放大器 (PA),该放大器采用了基于低损耗槽线的功率组合技术。所提出的基于槽线的功率合成器由接地共面波导 (GCPW) 到槽线的过渡和折叠槽组成,可同时实现功率合成和阻抗匹配。该技术提供了一种宽带并联-串联合成方法,可增强毫米波频率下 PA 的输出功率,同时保持紧凑的面积和高效率。作为概念验证,我们在 130 nm SiGe BiCMOS 后端 (BEOL) 工艺中实现了紧凑的四合一混合功率合成器,从而使芯片面积小至 126 µ m × 240 µ m,测量的插入损耗低至 0.5 dB。3 dB 带宽超过 80 GHz,覆盖整个 G 波段 (140-220 GHz)。基于此结构,采用 130 nm SiGe BiCMOS 技术制作了高效毫米波 PA。三级 PA 实现了 30.7 dB 的峰值功率增益、40 GHz 的 3 dB 小信号增益带宽(从 142 GHz 到 182 GHz)、测量的最大饱和输出功率为 18.1 dBm,峰值功率附加效率 (PAE) 在 161 GHz 下为 12.4%。极其紧凑的功率合成方法使核心面积小至 488 µ m × 214 µ m,单位芯片面积的输出功率为 662 mW/mm 2 。