采用0.18μm CMOS工藝,設(shè)計(jì)了一種基于抽頭電感的四級(jí)分布式放大器。采用抽頭電感,減小了片上電感的數(shù)量,減小了芯片面積,在保持良好的端口阻抗匹配特性的同時(shí)提升了分布式放大器的增益。仿真結(jié)果表明,在1.48～15.5 GHz頻帶范圍內(nèi),增益為8.6 dB,波動(dòng)程度為±1.25 dB。版圖面積為（0.59×1.1） mm²。 

【文章來(lái)源】：微電子學(xué). 2020,50(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

傳統(tǒng)的四級(jí)分布式放大器

本文設(shè)計(jì)的基于抽頭電感的四級(jí)分布式放大器如圖2所示。三端口的抽頭電感代替了兩端口的傳統(tǒng)片上電感,減少了兩個(gè)片上電感,從而減小了芯片面積。增益單元電路選用峰化共源共柵結(jié)構(gòu)。由兩個(gè)NMOS管構(gòu)成共源共柵結(jié)構(gòu),只增加了很小的電路面積,明顯提高了增益和反向隔離度。此外,在兩個(gè)NMOS管之間加入峰化電感,提高了放大器的增益[6]。基于對(duì)放大器的帶寬、增益和功耗的折中考慮,選擇NMOS管的柵寬和柵長(zhǎng)分別為84 μm和180 nm。設(shè)置增益單元中的兩端口峰化電感的取值,在10 GHz頻率下為231 pH。綜合考慮增益單元的輸入、輸出阻抗值以及抽頭電感值,以得到較佳的傳輸線阻抗匹配性。最終,將柵極輸入傳輸線和漏極輸出傳輸線的終端負(fù)載分別設(shè)置為41 Ω和72 Ω。

根據(jù)式(7)、式(8)可知,耦合系數(shù)KL13-L23在10 GHz處約為0.27。將片上抽頭電感利用ADS仿真得到的S參數(shù)代入Cadence中,進(jìn)行電路仿真。通過(guò)計(jì)算得到的圖2中各抽頭的電感值如表1所示。抽頭電感Lin和Lon(n=1,2,3,4)的等效模型均如圖4所示。其中LG1和LG2_1分別為抽頭電感Li1中Port1與Port3、Port2與Port3之間的電感,其他電感的表述同理。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3138913