無線通信應(yīng)用的CMOS全集成射頻壓控振蕩器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來,隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,無線終端小型化、低功耗、低成本、高性能已成為發(fā)展趨勢,為此單片集成收發(fā)器亦成為國際上研發(fā)熱點(diǎn),其中對關(guān)鍵技術(shù)--射頻集成電路(RFICs)的研究尤其令人矚目.隨著深亞微米CMOS工藝的成熟,在RF頻段使用低成本的CMOS工藝替代以往的GaAs、Bipolar或BiCMOS工藝實(shí)現(xiàn)收發(fā)器射頻前端已成為可能.本文目的是研究標(biāo)準(zhǔn)0.25μm CMOS工藝來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在ISM頻段無線通信應(yīng)用中的全集成LC

2、壓控振蕩器(VCO)模塊.本文首先對CMOS射頻集成電路中的關(guān)鍵無源器件--平面螺旋電感模型和損耗機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)分析,得出了平面螺旋電感設(shè)計(jì)的幾個(gè)實(shí)用規(guī)則.然后詳細(xì)探討了壓控振蕩器時(shí)不變和時(shí)變兩種相位噪聲模型,提出了設(shè)計(jì)集成壓控振蕩器時(shí)優(yōu)化相位噪聲的方法.本文最后詳細(xì)分析了振蕩器的工作原理和LC交叉耦合壓控振蕩器的實(shí)現(xiàn),提出了從電感著手優(yōu)化設(shè)計(jì)LC壓控振蕩器性能參數(shù)的新方法,并在此基礎(chǔ)上采用Cadence公司的Analog Artist

3、和SpectreRF完成電路設(shè)計(jì)與仿真,采用Virtuoso完成電路版圖設(shè)計(jì),芯片面積為0.42mm<'2>(不包括pads).裸片測試結(jié)果顯示:采用TSMC 0.25μm CMOS工藝技術(shù)制成的該ISM頻段全集成LC壓控振蕩器,在2.5V工作電壓時(shí),控制電壓在0.1~2.0V變化范圍內(nèi)的頻率調(diào)節(jié)范圍為2.186~2.428GHz,在振蕩器頻率為2.4GHz時(shí),相位噪聲為-105dBc/Hz@600kHz,輸出功率為-7.55dBm,功