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JSSC 2007第12期mm-Wave90nm

Millimeter-Wave Devices and Circuit Blocks up to 104 GHz in 90 nm CMOS

提出毫米波器件和电路块的系统优化方法,实现高频低功耗设计
90nm CMOS, 104GHz, 10.5mW, 12.2dB增益
毫米波CMOS放大器振荡器低功耗
创新点1:毫米波器件布局优化方法(方法创新) - 提出了一种系统化的布局优化方法,通过定制90 nm CMOS器件的布局,显著提升了高频性能,实现了300 GHz的fT/fmax,为毫米波电路设计提供了关键技术支持。
创新点2:混合毫米波建模技术(方法创新) - 开发了一种混合建模技术,有效扩展了器件紧凑模型的适用范围至100 GHz,为高频电路仿真提供了更准确的模型基础。
创新点3:高频低功耗放大器设计(电路创新) - 设计了60 GHz低功耗放大器,仅消耗10.5 mW功率即实现12.2 dB增益和-4 dBm输出P1dB,展示了高频下的高效能表现。
创新点4:104 GHz高性能电路实现(系统创新) - 成功实现了104 GHz调谐放大器(9.3 dB增益)和Colpitts振荡器(-5 dBm输出功率,6.5 mW功耗),突破了CMOS工艺在毫米波频段的性能极限。
Abstract
A systematic methodology for layout optimization of active devices for millimeter-wave (mm-wave) application is pro- posed. A hybrid mm-wave modeling technique was developed to extend the validity of the device compact models up to 100 GHz. These methods resulted in the design of a customized 90 nm de- vice layout which yields an extrapolated /109/97/120of 300 GHz from an intrinsic device /61100 GHz. The device is incorporated into a low-power 60 GHz amplifier consuming 10.5 mW, providing 12.2 d