JSSC 2008第2期Power Management0.18μm

A 018- 22m CMOS Balanced Ampliﬁer for 24-GHz Applications

0.18微米CMOS工艺实现24GHz平衡放大器，增益达45dB。

45dB增益, 123mW功耗, 1V电源电压

24GHz平衡放大器CMOSπ型谐振微型耦合器

▸创新点1：π型并联谐振技术 - 该方法创新性地利用π型并联谐振电路来抵消MOSFET固有的寄生电容，显著提升了高频增益（45dB），解决了传统放大器在高频段增益不足的问题。

▸创新点2：微型化集总元件耦合器 - 通过电路创新将传统传输线耦合器替换为微型化集总元件设计，芯片面积仅为传统方案的2%，实现了高集成度与低损耗的平衡。

▸创新点3：高增益设计 - 系统级创新结合谐振技术与优化偏置，在0.18μm CMOS工艺下实现123mW低功耗（1V电源）的同时达成24GHz频段最高增益（45dB），核心面积仅0.78×0.43mm²。

▸创新点4：紧凑型布局 - 采用创新的版图规划策略，整体芯片面积压缩至0.97×0.63mm²，为同性能指标下报道的最小尺寸之一，展现了高频电路的集成潜力。

Abstract

A 24-GHz balanced ampliﬁer (BA) with a 45-dB gain is realized in 0.18- m CMOS technology. An effective technique, -type parallel resonance, is proposed to boost the high-frequency gain of a MOSFET by resonating out the inherent capacitances. The miniaturized lumped-element coupler in the circuit occupies a chip area of only 2% compared to that of the conventional trans- mission-line coupler. The BA consumes 123 mW from a supply voltage of 1 V. To the best of the authors’ knowledge, the proposed