СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ СВЧ БИБЛИОТЕКА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕЙ ДОВЕРЕННОЙ ЭКБ

Денис И. Сотсков, Алексей В. Зубаков, Николай А. Усачев, Никита М. Жидков, Александр Г. Кузнецов, Александр В. Ермаков, Александр Ю. Никифоров

Аннотация


Представлены результаты проектирования специализированной СВЧ библиотеки базовых элементов, предназначенной для использования в рамках отечественного КМОП технологического процесса с проектной нормой 180 нм. Библиотека включает в своем составе набор радиочастотных МОП-транзисторов для усилительного и ключевого применения, варикапы на основе МОП-структур трех типов, спиральные катушки индуктивности, МДМ-конденсаторы и прочие элементы. Библиотека предназначена для использования совместно с САПР Cadence Virtuoso IC и ориентирована на создание комплекта усилительных, генераторных и преобразовательных СВЧ сложно-функциональных блоков, а также блоков управления фазой и амплитудой сигнала приемопередающей ЭКБ. С использованием представленной библиотеки спроектирован тестовый кристалл, предназначенный для проведения исследований зондовыми методами и содержащий 13 типов базовых элементов и вспомогательные структуры для
СВЧ-характеризации отечественного КМОП технологического процесса 180 нм.

Ключевые слова


КМОП, базовый элемент, приемопередатчик, СВЧ, комплект средств проектирования, САПР, характеризация.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Gramegna G., Mattos P.G., Losi M., Das S., Franciotta M., Bellantone N.G., Vaiana M., Mandara V., Paparo M. A 56 mW 23 mm2 single-chip 180 nm CMOS GPS receiver with 27.2 mW 4.1 mm2 radio. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Vol. 41, no. 3, 2006, p. 540–551. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2005.864136.

2. Kim J., Yun S., Oh W., Kil M., Cho S. A true single SoC for UHF mobile RFID reader. IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC). 2011, p. 1–4. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/CICC.2011.6055391.

3. Kluge W., Poegel F., Roller H., Lange M., Ferchland T., Dathe L., Eggert D. A Fully Integrated 2.4-GHz IEEE 802.15.4-Compliant Transceiver for ZigBee™ Applications. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Vol. 41,
no. 12, p. 2767–2775, 2006. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2006.884802.

4. Усачев Н.А., Елесин В.В., Назарова Г.Н. и др. Исследования возможностей отечественной технологии КМОП КНИ 180 нм для создания радиочастотных приемо-передающих БИС космического назначения. Изв. вузов. Электроника. 2017, т. 22, № 6, с. 546–558. DOI: http://dx.doi.org/10.214151/1561-5405-2017-22-6-546-558.

5. Elesin V.V., Nazarova G.N., Chukov G.V. et al. Investigation of the possibility to develop radiation-hardness LSIs for navigational purposes according to the 0.35-μm domestic CMOS SOI technology. Russ Microelectron 41, 266–277 (2012). DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1063739712040063.

6. Kwangseok Han, Jeong-hu Han, Minkyu Je and Hyungcheol Shin. RF Characteristics of 0.18-μm CMOS Transistors, in Journal of the Korean Physical Society. Vol. 40, no. 1, 2002, p. 45–48.
URL: https://iranarze.ir/wp-content/uploads/2015/08/4130-RF-Characteristics-CMOS.pdf (дата обращения: 01.08.2023).

7. Woerlee P.H. et al. RF-CMOS performance trends. IEEE Transactions on Electron Devices. Vol. 48, no. 8, 2001, p. 1776–1782. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/16.936707.

8. Morifuji E. et al. Future perspective and scaling down roadmap for RF CMOS. 1999 Symposium on VLSI Technology. Digest of Technical Papers (IEEE Cat. No.99CH36325). 1999, p. 163–164.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/VLSIT.1999.799394.

9. Heydari B., Bohsali M., Adabi E. and Niknejad A.M. Millimeter-Wave Devices and Circuit Blocks up to
104 GHz in 90 nm CMOS. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Vol. 42, no. 12, 2007, p. 2893–2903.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2007.908743.

10. Tiemeijer L.F. et al. A record high 150 GHz fmax realized at 0.18 μm gate length in an industrial RF-CMOS technology, International Electron Devices Meeting. Technical Digest (Cat. No.01CH37224), USA. 2001,
p. 10.4.1–10.4.4. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/IEDM.2001.979471.

11. Li X.J. and Zhang Y.P. Flipping the CMOS Switch, in IEEE Microwave Magazine. Vol. 11, no. 1, 2010,
p. 86–96. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/MMM.2009.935203.

12. Poh A. and Zhang Y.P. Design and Analysis of Transmit/Receive Switch in Triple-Well CMOS for MIMO Wireless Systems. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. Vol. 55, no. 3, 2007,
p. 458–466. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TMTT.2006.890510.

13. Li Q. and Zhang Y.P. CMOS T/R Switch Design: Towards Ultra-Wideband and Higher Frequency. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Vol. 42, no. 3, 2007, p. 563–570.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2006.891442.

14. Bunch R.L. and Raman S. Large-signal analysis of MOS varactors in CMOS Gm LC VCOs. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Vol. 38, no. 8, 2003, p. 1325–1332. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2003.814416.

15. Ainspan H. and Plouchart J.-O. A comparison of MOS varactors in fully-integrated CMOS LC VCO's at 5 and
7 GHz, Proceedings of the 26th European Solid-State Circuits Conference. 2000, p. 447–450.
URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/1471306 (дата обращения: 01.08.2023).

16. Bahl I.J. Lumped Elements for RF and Microwave Circuits, Artech, 2003.
URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9100836 (дата обращения: 01.08.2023).

17. Pan S.J., Li L.W., Yin W.Y. Performance trends of on-chip spiral inductors for RFICs, Progress In Electromagnetics Research. Vol. 45, 2004, p. 123–151. URL: https://studylib.net/doc/18298460/performance-trends-of-on-chip-spiral-inductors-for-rfics (дата обращения: 01.08.2023).

18. Chen Ji and Juin Jei Liou. On-Chip Spiral Inductors for RF Applications: An Overview, Journal of Semiconductor Technology and Science. Vol. 4, no. 3, 2004, p. 149–167.
URL: https://www.researchgate.net/publication/228865439_On-Chip_Spiral_Inductors_for_RF_Applications_ An_Overview (дата обращения: 01.08.2023).

19. Feng Xiaoxing, Zhang Xing, Ge Binjie, Wang Xin'an. An RF power amplifier with inter-metal-shuffled capacitor for inter-stage matching in a digital CMOS process, Journal of Semiconductors. Vol. 30, no. 6, 2009,
p. 065001-1–065001-5. DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1674-4926/30/6/065001.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.3.07

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.