毫米波電路無(wú)論是在未來(lái)的無(wú)線通信還是雷達(dá)領(lǐng)域,都很具研究前景和價(jià)值。而先進(jìn)的CMOS工藝已經(jīng)具有應(yīng)用在毫米波電路的潛力。因此,本文主要探索了基于CMOS工藝的毫米波接收機(jī)的設(shè)計(jì)方法,重點(diǎn)研究了毫米波頻率的CMOS晶體管、片上無(wú)源器件、低噪聲放大器以及接收機(jī)的設(shè)計(jì)思路和優(yōu)化方法。首先,本文研究了毫米波頻率的CMOS晶體管設(shè)計(jì)。本文詳細(xì)討論了晶體管的增益和噪聲性能,重點(diǎn)分析了柵電阻對(duì)增益和噪聲的影響,在此基礎(chǔ)上優(yōu)化了晶體管的設(shè)計(jì)。然后,本文分析了晶體管的穩(wěn)定性,引入了中和技術(shù)提高晶體管的穩(wěn)定性,同時(shí)也討論了中和技術(shù)的局限。然后,本文詳細(xì)討論了毫米波電路中常用的無(wú)源器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,包括電容、電感、傳輸線和變壓器,et al。其中,本文著重比較了常用的傳輸線和變壓器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和性能,研究了傳輸線和變壓器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法,為之后的低噪聲放大器設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。隨后,本文在前面對(duì)晶體管和無(wú)源器件的分析的基礎(chǔ)上,研究了應(yīng)用于77-GHz汽車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的低噪聲放大器設(shè)計(jì)。本文首先討論了低噪聲放大器的相關(guān)原理與主要結(jié)構(gòu),確定了三級(jí)偽差分共源放大器的拓?fù)�。每�?jí)放大器中,本文引入了中和電容提高放大器的增益和穩(wěn)... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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毫米波頻段的主要應(yīng)用

米波 LNA 的設(shè)計(jì)主要利用片上傳輸線來(lái)實(shí)現(xiàn)匹配網(wǎng)絡(luò)以及負(fù)載網(wǎng)絡(luò)片面積，也存在這帶寬和損耗的限制，但是傳輸線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，并且其至今仍然被廣泛地應(yīng)用在毫米波 LNA 的設(shè)計(jì)中。文獻(xiàn)[12–16]中發(fā)表的用，其噪聲系數(shù)大約為 6-8 dB。灣大學(xué)的 Han-Chih Yeh 等人在 LNA 的設(shè)計(jì)中，引入了磁耦合效應(yīng)，匹配網(wǎng)絡(luò)，從而擴(kuò)展了 LNA 的帶寬[17]。2015 年，德國(guó)德累斯頓理一款基于 28-nm 數(shù)字 CMOS 工藝的毫米波 LNA[18]。在論文中，他們所面臨的主要挑戰(zhàn)，并針對(duì)有源器件和無(wú)源器件的優(yōu)化進(jìn)行了深入分以及深入的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該 LNA 能夠在 60 GHz 實(shí)現(xiàn) 4 dB 的噪聲分校的 Shita Guo 等人則進(jìn)一步將磁耦合效應(yīng)應(yīng)用在 LNA 中，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高了 LNA 的增益和噪聲性能[19]。該 LNA 基于 65-nmCMOS 的噪聲系數(shù)。同年，來(lái)自比利時(shí)魯汶大學(xué)的 Marco Vigilante[20]以及來(lái)hagavatula[21]等人則在毫米波 LNA 的設(shè)計(jì)中采用了差分結(jié)構(gòu)，并引入一步擴(kuò)展了 LNA 的帶寬。但是，在增大帶寬的同時(shí)，文獻(xiàn)[20]和[23][20]的 LNA 在頻段內(nèi)的最低噪聲系數(shù)為 6.4 dB（@82 GHz）。

晶體管小信號(hào)等效電路拓?fù)淙鐖D2.1所示，在射頻/毫米波頻段，晶體管的本征模型（IntrinsicModel）中需要考慮柵-漏電容C和


本文編號(hào)：3038734