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《硅基集成螺旋电感和变压器及其在VCO中的应用研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、上海交通大学硕士学位论文硅基集成螺旋电感和变压器及其在VCO中的应用研究姓名:林良申请学位级别:硕士专业:电磁场与微波技术指导教师:毛军发;尹文言20070101上海交通大学硕士学位论文摘要自谐振频率和较高的品质因素,并且与传统的差分激励的多层螺旋电感具有近似相等的电感值并且占据同样大小的芯片尺寸。论文第三章详细研究了一种改进的集总元件变压器模型并给出了详细的硅基片上CMOS变压器的特性描述,并以0.18µmCMOS标准工艺实现了圆形变压器的流片。应用去嵌入测量方法,得到的2端口S-参数和应用改进模型得到的仿真S-参数,我们确定了一些关于变压器性能的关键参
2、数的数值,并给出了针对不同情形下的比较,例如,品质因素(Q),最大可获得增益(Gmax),耦合因子(κ),以及最小噪声系数(NFmin)等等。论文描述了所有寄生电容和电感效应,这些分析测试结果和方案对我们今后应用在RFIC中的全局优化高性能的变压器是非常有利的。论文第四章将新型的多层螺旋差分电感用于集成压控振荡器(VCO)的设计,使振荡器的性能得到提高。该VCO是以CMOS0.18µm实现流片,并将应用新型差分电感的VCO与应用传统差分电感的VCO进行比较,前者的调谐范围增加了62.9%,而相位噪声几乎是一样的。论文第五章详细研究了应用先进的TSMC90n
3、m工艺,进行8GHz和4GHzVCO的设计方法,并给出了相关的仿真结果。关键词:螺旋电感,自谐振频率,寄生电容,变压器,硅衬底,品质因素(Q),压控振荡器第II页上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTSTUDYONSILICON-BASEDINTEGRATEDSPIRALINDUCTORSANDTRANSFORMERSANDTHEIRAPPLICATIONSINVCODESIGNABSTRACTWiththedevelopmentofsilicontechnology,ithasundergonearevolutionarybreakthroughinw
4、irelesscommunication,suchaspersonalcommunicationsystem,WLAN(wirelesslocalareanetwork),satellitecommunicationandGPS(globalpositioningsystem),whichfurthermakesfabricationtechnologyandperformancecharacterizationinRFICbecomecrucial.Asonetypeofthekeycomponents,spiralinductorsandtransfo
5、rmershavebeenwidelyusedinradiofrequencyintegratedcircuits(RFICs).TheinductorsusuallyaffectstheoverallperformanceoftheseRFcircuitssuchasvoltage-controlledoscillator(VCO)、lownoiseamplifiers(LNA)、poweramplifier(PA)、mixerandimpedancematching,etc.Ontheotherhand,monolithictransformersha
6、vebeenoftenusedinradiofrequencyintegratedcircuits(RFICs)forimpedancematching、DCisolation、signalcoupling、andphasesplitting,etc.Inthepastafewyears,alargeamountofexperimentalandtheoreticalworkhasbeencarriedouttodevelophigh-performancespiralinductors,withhigherQ-factor,higherself-reso
7、nancefrequency,andsmalleron-chipareaoccupied.ToeffectivelyincreasetheQ-factorofspiralinductors,somespecialstructuresandfabricationtechnologiescanbeemployed,suchassuspendedandverticalstructures,differentiallydrivenpatterns,highresistivesilicon,andpatternedshieldinggrounds(PGS).Furt
8、hermore,thechipareaoccupationison