毫米波CMOS集成电路若干关键技术研究(可复制论文).pdf

摘要随着无线通信技术的迅猛发展及高速率宽频带通信市场需求的不断扩大,设计和实现具有高集成度、高性能、低功耗和低成本的毫米波单片集成电路迫在眉睫。近年来,随着深亚微米和纳米工艺的日趋成熟,其沟道长度不断减小,,和基具有低成本、低功耗以及能与基带模块的工艺相兼容等特点,设计和实现毫米波集成电路已成为国际上的研究热点。本文研究了毫米波集成电路的若干关键技术,采用标准工艺建立了微带线和共面波导模型,研究了高频平面螺旋电感的设计方法和探讨了毫米波段传输线结构用作电感的可行性,并建立了⌒в本文的传输线部份,首先对微带线的结构和传播机理进行了详细的描述,给出了等效电路模型和参数提取方法,最后进行电磁仿真,得到两种不同特性阻抗方法对共面波导的模型进行了仿真建模,建立了三种不同特性阻抗的元件库;最后对毫米波段应用的微带线和共面波导进行了比较,并通过仿真得出接地共面波导裙裁娌ǖ寄苁迪指〉奶匦宰杩怪怠感自谐振频率所做的工作,最后用传输线中的共面波导与之相比较,得出传输线结构在毫米波段实现精确小电感的可行性。最后一部分引入了晶体管小信号模型,研究了版图设计和参数提取的方法,进行电磁仿真,完成了⌒в骞艿慕#蛊淠够预测频率高至母咂敌阅堋关键词:缓撩撞ǎ唤#捍湎撸坏绺校籑场效应晶体管晶体管的模型。的微带线模型;然后同样对共面波导的结构和传播机理进行了描述,并以相同的在电感的研究部分,主要是为了增加片上螺旋电感的感值、狄约疤岣叩通过
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导师签名:三鲣日期:肸签名:盗垄原创性声明本论文使用授权说明签名:整赵日期:塑翌圭兰窟本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。:学位论文毫米波集成路若干关键技术研究
第一章前言研究目的近年来随着互补型金属氧化物半导体工艺技术和射频电路设计技术的巨大进步使得全集成的如/痝和蓝牙等标准当中。这些系统都工作在低于钠德史段拢随着通信的发展,这些频段将会变得非常拥挤。为避免与其他电子设备的互相干扰,研究和开发毫米波段的电路已日趋迫切。毫米波具有诸多优点,包括较短的波长和较大的带宽。采用毫米波方案的电路结构可进一步减小系统的尺寸,使设备小型化。短波长可获得窄的波束宽度,为目标跟踪和识别提供较高的分辨力和精度。的波长附近有四个大气传播“窗口”。每个窗口的带宽都很大,分别为、、、,经过调制都可以容纳在任何一个窗口之内;而在..ǔじ浇俏最大点或“吸收带”,对应的频率为、庑┪沾簿哂泻芸的应用,美国为毡。这个举措带来了大量的应用,如:千兆比特点对点链接、大容量的无线局域网⒍叹嗬敫咚傥尴吒人局域网⒊翟乩状锏鹊取U庑┯τ玫哪勘晁俾识几哂挥大的带宽可以满足这一要求。大的带宽可降低多径效应和杂波,因为有大量的频率“窗口”而具有较高的抗干扰能力,可满足精密跟踪和目标识别所需的非常高的距离分辨力的要求。另外,毫米波在其频率传输窗口附近有高的空气吸收效应,并且短波长也使得信号在穿过诸如墙壁或天花板等阻碍物时产生很大的衰减。巨干扰,使系统具有更高的安全性,同时可以利用频率复用技术提高系统容量。另外鉴于它的氧气吸收衰减作用,美国联邦通信委员会市砥淙蚍涔收发机成为现实。相对低廉的工艺已经成功地应用于无线局域/无线个人局域网琖,诸毫米波一般指波长为⑵德蚀至的电磁波。在毫米波段内的、、和杂Φ钠德饰和的带宽。在过去的几年里,一些发达国家开放了未授权的毫米波频宽左右大的损耗使得传输距离只有数公里之远,但是这种空间隔离性也降低了用户间的
因此作为互联线或元件的传输线的建模十分重要。迪至撕撩撞率可以达到庀灾馗哂谄渌鸚疻曜肌以前,单片微波集成电路嗖捎肐Ⅱ一寤衔锇氲继澹热鏕技术具有更优越的性能。虽已有采用ひ罩谱鞯性能良好的收发机器【,但成本偏高。为满足市场的需求,收发器的价格、尺寸、功耗必须大大降低,而非工艺的半导体技术则难以达到这个要求。因此,采用主流工艺就是一个自然的选择,在保证性能条件下达到高集成度、低功耗因此,在当今国际电子产品微型化、便携式、低成本、低功耗的潮流下,研究和开发毫米波集成电路已成为国际貉乜翁狻N夜壳按邮赂昧煊虻国内