A low power and low phase-noise 91~96 GHz VCO in 90 nm CMOS

This paper reports a 94 GHz CMOS voltage-controlled oscillator (VCO) using both the negative capacitance (NC) technique and series-peaking output power and phase noise (PN) enhancement technique. NC is achieved by adding two variable LC networks to the source nodes of the active circuit of the VCO. NMOSFET varicaps are adopted as the required capacitors of the LC networks. In comparison with the conventional one, the proposed active circuit substantially decreases the input capacitance (C_in) to zero or even a negative value. This leads to operation (or oscillation) frequency (OF) increase and tuning range (TR) enhancement of the VCO. The VCO dissipates 8.3 mW at 1 V supply. The measured TR of the VCO is 91~96 GHz, close to the simulated (92.1~96.7 GHz) and the calculated one (92.2~98.2 GHz). In addition, at 1 MHz offset from 95.16 GHz, the VCO attains an excellent PN of – 98.3 dBc/Hz. This leads to a figure-of-merit (FOM) of ?188.5 dBc/Hz, a remarkable result for a V- or W-band CMOS VCO. The chip size of the VCO is 0.75 × 0.42 mm², i.e. 0.315 mm².     

900MHz CMOS锁相环/频率综合器

采用TSMC 0 .2 5μm CMOS技术设计实现了高速低功耗光纤通信用限幅放大器.该放大器采用有源电感负载技术和放大器直接耦合技术以提高增益,拓展带宽,降低功耗并保持了良好的噪声性能.电路采用3.3V单电源供电,电路增益可达5 0 d B,输入动态范围小于5 m Vpp,最高工作速率可达7Gb/ s,均方根抖动小于0 .0 3UI.此外核心电路功耗小于4 0 m W,芯片面积仅为0 .70 mm×0 .70 m m.可满足2 .5 ,3.12 5和5 Gb/ s三个速率级的光纤通信系统的要求.     

一种用于电容式MEMS麦克风的读出电路

在分析电容式MEMS麦克风工作原理的基础上,提出了一种用于电容式MEMS麦克风的读出电路.该读出电路包括低极点频率的高通滤波器和低噪声单位增益缓冲器,高通滤波器用来读出MEMS麦克风在声压作用下产生的小信号,单位增益缓冲器用来隔离高通滤波器和后续信号处理电路,并提供较大的驱动能力.仿真结果表明,当电源电压在1.2～3.6V之间时,读出电路都可以正常工作,且静态电流小于60 μA,等效输入噪声为5.2 μV,电压增益大于-1.56 dB(83.6％).由于消除了失调电压的影响,电路可以处理幅度范围为50 μV～200 mV的小信号(参考X-FAB 0.35 μm CMOS工艺).     

A New Inductor Series-Peaking Technique for Bandwidth Enhancement of CMOS Current-Mode Circuits

This paper introduces a new inductor series-peaking technique for bandwidth enhancement of low-voltage CMOS current-mode circuits. The peaking inductor is in series with the capacitor constituting the dominant pole. It boosts the bandwidth by utilizing the resonance characteristics of LC networks. To reduce the value of the peaking inductor, a new negative current-current feedback mechanism is proposed. The employment of both inductive peaking and current feedback further increases the bandwidth. Both the inductor series-peaking and the current-current feedback do not affect the supply voltage and DC biasing conditions. Theoretical analysis and simulation results show that a significant bandwidth enhancement is achieved.     

一种新型三谐振点电容式RF MEMS开关

给出了改进的电容式开关等效电路模型以及基于该电路模型的一种新型的多频段工作的电容式RFM EM S开关的设计和制作研究。分析表明,当开关的上电极为多支撑梁结构时,需要对传统的开关等效电路加以改进。利用新型等效电路模型进行模拟发现,通过适当的参数选择,可以获得多谐振点开关,不仅可以在多个频段适用,并且可以适用于较低频段。设计了一种可工作在X波段下的三谐振点电容式RF MEMS开关,并在高阻硅衬底上采用表面微加工工艺制备了开关样品。三谐振点开关的在片测试结果为:驱动电压为7 V,“开”态的插入损耗为0.69 dB@10.4 GHz,“关”态的隔离度为30.8 dB@10.4 GHz,其微波性能在0~13.5 GH z频段下优于类似结构的传统单谐振点开关。     

基于CMOS工艺的硅基PI湿度传感器的研制

在国内外湿度传感器研究的基础上,基于Si CMOS工艺研制出了以聚酰亚胺(PI)为感湿介质的电容型相对湿度传感器.并对其结构进行了理论分析,仔细确定了湿度传感器的工艺步骤和版图设计.对其测量范围、湿滞和响应时间等特性参数进行了详细的测试.通过实验结果与模拟结果的对比分析,给出了该实验中存在的问题和改进意见,以便在今后的研究中加强这方面的工作.     

RS-422/485隔离技术及应用讨论

概述了RS-422/485串行总线技术标准,并对工业应用现场中可能出现的影响总线误判的因素进行了分析,对目前使用的隔离技术进行对比和总结。最后给出了实际的解决方案。     

针对容性压电负载的桥式功率放大电路的设计

功率放大电路负责驱动容性压电负载,是整个压电执行器的关键部件.根据某驱动电源中的功率放大电路作为设计对象,通过采用桥式电路结构,从而提高了整体性能;通过研究放大器的共模输入电压范围,从而设定了非对称电源;通过分析波形,从而设定了电压增益;通过采用过压保护和限制电流,增强了电路的安全性;通过计算热工,设置了散热方式;通过使用方波测试法,测定了电路的稳定性.实验结果显示,该方法能实现双极性输出,以至于性能上的提高胜过了成本和复杂性的增加.     

电容式z轴微机械陀螺的噪声抑制

将z轴微机械陀螺两个模态的机械噪声效应等效为各自在单位噪声力作用下的振动,根据陀螺的工作原理得到两个噪声力作用下陀螺敏感模态的机械输出噪声。建立了包含运放和电路板非理想因素在内的接口电路的噪声模型。结合机械噪声模型和接口电路模型噪声,建立了包括结构参数和电路最小检测电容量在内的陀螺的噪声等效输入角速度模型,为陀螺的设计优化提供了参考。分析了结构参数对陀螺等效输入角速度噪声影响,并采用两个参数不同的电容式z轴微机械陀螺进行了实验。结果表明,通过结构参数的调整,将电容式z轴微机械陀螺的输出噪声从414μV/Hz降低至235μV/Hz。     

阻容加载偶极天线的宽带性能及效率分析

从工程应用出发,提出同时具有分布电阻,集中电容以及同时具有集中电阻、电容这两种加载偶极天线理论分析模型,推导了对应的电流积分方程,并用分级正弦伽略金方法进行数值计算。给出了天线电流分布,输入阻抗,方向图及效率的计算结果,并与纯分布电阻加载天线进行了比较。分析表明,所讨论两种模式阻容加载天线的效率较分布电阻加载天线高,但其宽带性下降了。