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JSSC 2009第12期mm-Wave65nm

W-Band CMOS Amplifiers Achieving 4310 dBm Saturated Output Power and 75 dB NF Dan

本文介绍了两种W波段CMOS放大器,分别采用传统共面波导和慢波屏蔽波导,展示了慢波屏蔽在高频高性能中的优势。
65nm CMOS, 1.2V, 100GHz, 4310 dBm输出功率, 7.5 dB噪声系数, 13 dB增益
CMOS毫米波集成电路MMIC放大器慢波传输线W波段共面波导
创新点1:采用慢波屏蔽波导和被动元件,通过慢波屏蔽技术显著降低了信号传输中的损耗和干扰,提高了放大器在高频(100 GHz)下的性能和稳定性,实测输出功率达到4310 dBm。
创新点2:自定义布局槽板电容器结合慢波屏蔽技术,有效降低了寄生串联电阻,提升了电容器的性能和集成度,同时简化了制造工艺,适用于65-nm CMOS技术。
创新点3:通过优化设计和慢波屏蔽技术,实现了极低的衬底损耗(minimal substrate losses),使得模型更加准确,进一步提升了放大器的噪声系数(7.5 dB)和增益(13 dB)。
创新点4:在65-nm CMOS技术中实现了高频率(W-band)和高性能的放大器设计,总直流电流消耗仅为70 mA,电源电压1.2 V,芯片面积仅为0.33 mm²,展示了其在毫米波应用中的高效性和紧凑性。
Abstract
n, and Kari A. I. Halonen , Member , IEEE Abstract—We present two W-band amplifiers, one implemented using conventional coplanar waveguides and unshielded passives and the other using slow-wave shielded waveguides and passives, realized in a 65-nm baseline CMOS technology. The measured results suggest that the slow-wave shielding of the passives is useful in achieving high performance and high frequency of operation. Our custom layout slotted plate capacitor employing slow-wave shield has low par