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22 nm FD-SOI 中具有可变增益控制和开关功能的 60 GHz 宽带 LNA
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FPGA的可变增益放大器电路布局自动化...
本文介绍了一种使用工具命令语言 (TCL) 脚本语言自动完成可变增益放大器 (VGA) 布局设计的方法。TCL 自动化涉及编写脚本来自动执行设计综合、仿真、验证和布局生成等任务。所提出的方法包括两个步骤：首先，生成描述所需布局的 TCL 脚本，然后执行 TCL 脚本以生成布局。TCL 脚本由布局生成器生成，该生成器将 VGA 的规格作为输入，并生成根据 TCL 命令描述布局的 TCL 脚本。然后由布局放置器执行 TCL 脚本，该布局放置器根据 TCL 脚本的指令将单元放置在布局中。所提出的方法已经在给定的 VGA 电路上实现并进行了评估。结果表明，所提出的方法可以高精度、高效地自动完成 VGA 的布局设计。© 2024 由索哈杰大学工程学院出版。DOI：10.21608/SEJ.2023.235841.1046
使用氟化氩激光直接驱动，以亚兆焦耳激光能量实现高聚变增益
氟化氩 (ArF) 是目前波长最短的激光器，能够可靠地扩展到高增益惯性聚变所需的能量和功率。ArF 的深紫外光和提供比其他当代惯性约束聚变 (ICF) 激光驱动器更宽带宽的能力将大大提高激光目标耦合效率，并使驱动内爆的压力大大提高。我们的辐射流体动力学模拟表明，使用亚兆焦耳 ArF 驱动器可以获得大于 100 的增益。我们的激光动力学模拟表明，电子束泵浦 ArF 激光器的固有效率可以超过 16%，而效率第二高的氟化氪准分子激光器的固有效率约为 12%。我们预计，使用固态脉冲功率和高效电子束传输到激光气体（美国海军研究实验室的 Electra 设施已进行了演示），将 ArF 光传输到目标的“电插式”效率至少应达到 10%。这些优势可以推动开发尺寸适中、成本较低的聚变发电厂模块。这将彻底改变目前对惯性聚变能源过于昂贵和发电厂规模过大的看法。本文是讨论会议主题“高增益惯性聚变能源前景（第 1 部分）”的一部分。