622Mbps BiCMOS PECL接口智能限幅放大器的设计与实现

采用0.6μm BiCMOS工艺成功设计并实现了一个有伪发射极耦合逻辑(PECL)接口的新型622Mbps智能限幅放大器(LA)系统。该系统除了LA核心电路外,还包含了智能LA的接收信号强度指示(RSSI)模块、可变阈值丢失信号(LOS)检测模块、静噪控制电路和PECL接口电路。该系统可工作于3.3V或5V兼容电源,功耗分别为110mW和175mW。测试结果表明,对于622Mbps的输入信号,LA达到4mV灵敏度和50dB动态范围。信号强度检测范围高达44dB,可变报警阈值范围为1～100mV,同时保证报警迟滞为4dB。包括焊盘和静电保护电路(ESD)在内的完整芯片面积为2.22mm~2。     

一种用于多标准接收机的宽带低噪声放大器

设计了一种应用于软件无线电接收机的300kHz～1.6GHz宽带低噪声放大器,适用于数字广播、数字电视和定位导航等系统.该放大器采用噪声抵消结构以降低输入匹配器件在输出端所产生的热噪声和闪烁噪声,能够同时实现输入阻抗匹配和噪声优化.对采用中芯国际(SMIC)0.18 μm RF CMOS工艺实现的芯片的测试结果表明,3dB带宽为300kHz～1.6GHz,最大增益S21为16.7dB,输入反射系数S11小于-7.4dB,最小噪声系数为2.3 dB,输入参考的1dB增益压缩点为-11.6dBm,功耗为14.4mW,芯片面积为0.49mm2.     

采用预充开关运放的低功耗12位40MS/s流水线模数转换器

设计了一个采用新型预充快速开启开关运放的低功耗12位40MS/s流水线模数转换器(ADC)。该转换器通过采用新型预充开关运放技术、采样保持电路消去结构、动态比较器和优化采样电容,大大降低了电路的功耗。电路设计采用1.8V 1P6M 0.18μmCMOS工艺,仿真结果表明,在40MS/s采样速率下,输入信号为19MHz时,无杂散动态范围(SFDR)为90.15dB,信噪失真比(SNDR)为72.98dB,功耗为27.9mW。     

带ESD保护的2.4GHz低噪声放大器的分析与设计

分析了静电放电(ESD)保护对源极电感负反馈低噪声放大器(LNA)的输入阻抗匹配和噪声匹配的影响。给出了带ESD保护的低噪声放大器在功耗限定的条件下同时满足功率匹配和噪声匹配的优化方法,基于该方法,采用0.18μm RF CMOS工艺设计了应用于无线传感网(WSN)的2.4GHz低噪声放大器。测试结果表明,低噪声放大器噪声系数(NF)为1.69dB,增益为15.2 dB,输入1 dB压缩点和输入三阶截点(IIP3)分别为-8dBm和1dBm,在1.8V电源电压下消耗电流3.1mA。     

低功耗无源超高频射频识别应答器芯片的射频电路设计与实现

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的高性能低功耗无源超高频(UHF)射频识别(RFID)应答器芯片的射频电路.该射频电路除天线外无外接元器件,通过肖特基二极管整流器从射频电磁场接收能量.其构成包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等几个主要模块.该射频电路芯片采用支持肖特基二极管和EEPROM的chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,测试结果表明其读取距离大于3m,在915MHz ISM频带下工作时其电流小于8μA,该芯片核心面积为300μm×720μm.     

基于0.18μm CMOS工艺的2 Gsps 6比特全并行模数转换器设计

基于0.18μm CMOS工艺,研究并设计了一个精度为6比特、采样率为2 Gsps的全并行超高速模数转换器(ADC),发现并解决了门限限速效应(TLSE),进而提高了ADC的电压比较器的工作速度,并利用平均终端法减小了电路非线性失真。采用分段编码方式,使电路规模和速度都得到了优化。通过SMIC实现流片,有效面积为0.48mm~2。实测结果表明,该ADC芯片的最小分辨率为10mV,最高采样率可达2.2Gsps。最高采样率下有效位达到5.6比特,总功耗310mW。     

一种硅埋置型系统级封装中集成毫米波无源器件工艺

本文研究了一种基于低阻硅埋置腔体和BCB/Au金属布线的系统级封装技术,改进了介质层BCB在有腔体硅衬底上的第一次旋涂工艺。利用25um厚的BCB介质层,在低阻硅衬底上设计、制作了微带传输线(MSL)、接地共面波导线(CPWG),测试发现具有理想的传输性能:标准50欧姆微带传输线,在20-30GHz频带内插入损耗小于0.08dB/mm,回波损耗大于32dB/mm。在此基础上基于薄膜微带线结构设计、制作了一种应用于K波段雷达前端系统集成功分器,面积约为1.6×0.84mm~2,插入损耗小于0.45dB,端口回波损耗大于25dB。     

一款基于AGC-PI结构的微陀螺闭环驱动电路芯片

比例积分(PI)控制器是微陀螺自动增益控制(AGC)闭环驱动电路中的重要模块,常被用来改善闭环驱动电路的瞬态响应特性.但是,传统的PI控制器电路存在功耗、面积大的缺点.针对此问题,提出了一种Gm-C结构的PI控制器,其仅由一个片内的跨导放大器和片外电容电阻网络即同时实现了减法、比例和积分功能,显著减小了芯片功耗和面积.此外,提出了一种带温度补偿的跨阻放大器(TIA)结构的读出电路,将驱动轴振动速度幅值的温漂系数从补偿前的1 640×10-6/℃提高到了114×10-6/℃.设计的驱动电路芯片在0.35μm标准CMOS工艺下实现,工作电压为5 V.其中PI控制器的静态功耗小于1 mW,面积仅为0.18 mm×0.08 mm.芯片与微陀螺的联合测试结果表明,在PI控制器的比例系数和积分系数分别设置为10和200时,闭环驱动电路有最佳的瞬态响应.     

低相位噪声CMOS LC压控振荡器的设计与优化

采用线性时变(LTV)模型分析了电压偏置型CMOSLC交叉耦合压控振荡器(VCO)的相位噪声.以相位噪声为优化目标,元件参数为设计变量,根据理论计算与仿真结果确定了晶体管宽长比和谐振腔电感的最佳值,完成了电路的优化过程.并以此优化结果为依据,用0.18μm CMOS工艺设计、实现了一个芯片面积为1.1mm×0.7mm的LC交叉耦合振荡器.测试结果表明,在1.8V电源电压下,该压控振荡器的频率范围覆盖1150～1210 MHz,10kHz频偏处相位噪声达到-89dBc/Hz,核心电流4.3mA,抑制相位噪声性能优于其他振荡器.     

活性碳毡电路屏(直立碳纤维)/树脂复合吸波材料

研究了含活性碳毡电路屏和直立碳纤维吸波复合材料的微波吸收特性。结果表明: 含碳毡电路屏吸波材料的吸波性能与电路屏的种类(感性、容性) 和尺寸密切相关。含感性屏的吸波材料, 当毡条间距、宽度分别为7 mm、5 mm 时, 材料在整个雷达波段(8～18 GHz) 有- 10 dB 以下的反射衰减。含容性屏的吸波材料, 随电路屏中碳毡块间距和边长的减小, 吸波性能提高。含直立碳纤维材料的吸波性能与纤维间距有关, 间距为4 mm 时可获得有效带宽7. 6 GHz 的吸波材料。用分块设计的思想设计吸波材料, 可提高其吸波性能。分块中心对称的感性电路屏(毡条宽5 mm , 间距10 mm) 和直立碳纤维(间距8 mm) 混杂吸波体在11. 8～18 GHz 频带内有低于- 20 dB 的反射衰减, 最大吸收峰值- 30 dB。