JSSC 2008第10期Digital Circuits0.18μmNeural Network Accelerator

Ultra-Low-V oltage 20-GHz Frequency Dividers Using Transformer Feedback in 018-

采用变压器反馈技术的超低压20GHz分频器设计

0.18μm CMOS, 0.5V/0.6V, 16.1-20GHz, 2.75-13.6mW

超低压变压器反馈注入锁定分频器宽频带CMOS

▸创新点1：变压器反馈技术（方法创新） - 采用差分输入差分输出的变压器反馈结构，显著提升频率分频器的稳定性和线性度，在0.5V超低压下实现16.1-20 GHz的宽频带操作，功耗仅为2.75-4.35 mW。

▸创新点2：超低压工作（电路创新） - 通过优化电路设计，使分频器能在低至器件阈值电压（0.5V）的电源电压下稳定工作，突破传统分频器的电压限制，同时保持20 GHz的高频性能。

▸创新点3：宽频带变压器耦合分频器（系统创新） - 设计具有正交输出的变压器耦合分频器，实现15.1-20 GHz（27.8%带宽）的宽频带操作，IQ边带抑制达到31 dBc，在0.6V电压下功耗为11.4-13.6 mW。

▸创新点4：高频低功耗性能（性能创新） - 在超低压条件下，分频器仍能维持20 GHz的高频工作，同时将功耗控制在毫瓦级（最低2.75 mW），展现了卓越的能效比。

Abstract

This paper presents the design and analysis of ultra- low-voltage (ULV) high-frequency dividers using transformer feedback. Speciﬁcally, a differential-input differential-output injection-locked (IL) divider topology with transformer feedback and a wideband transformer-coupled (TC) divider with quadra- ture outputs are demonstrated, both of which can operate well at supply voltages as low as the device’s threshold voltages. Fabri- cated in a standard 0.18- m CMOS process, the ULV-IL divider meas