JSSC 2010第12期RF & Wireless65nm

A 60-GHz Band 2 2 Phased-Array Transmitter in 65-nm CMOS

65nm CMOS工艺实现的60GHz波段2×2相控阵发射机，支持二维波束成形。

65nm CMOS, 1V, 590mW, 11dBm输出, 20dB增益, 16%效率

60GHz相控阵CMOS发射机波束成形毫米波

▸创新点1：LO相位偏移实现方位和仰角二维波束控制（方法创新）。通过LO相位偏移技术，在65-nm CMOS工艺中实现了方位和仰角平面的二维波束控制，支持直接或IF上变频，显著提升了波束控制的灵活性和精度。

▸创新点2：全电流泄放技术抑制闪烁噪声（电路创新）。在最终上变频混频器中采用全电流泄放技术，有效抑制了闪烁噪声，提升了系统的信噪比和整体性能。

▸创新点3：动态LO偏置抑制载波泄漏（电路创新）。通过动态LO偏置技术，显著降低了载波泄漏，载波泄漏控制在20.5 dBc至0.5 dB之间，提高了信号的纯净度和传输效率。

▸创新点4：高功率附加效率与增益（系统创新）。发射放大器的最大功率附加效率超过16%，增益在54至61 GHz范围内高于17 dB，展现了出色的能量转换效率和信号放大能力。

Abstract

A 60-GHz band 2 2 phased-array transmitter implemented in 65-nm bulk CMOS is described. Two-dimensional beam steering in the azimuthal and elevation planes is imple- mented via LO phase shifting in a transmitter that also supports direct or IF up-conversion. Full current bleeding in the ﬁnal upconversion mixer suppresses ﬂicker noise, and dynamic LO biasing suppresses carrier feedthrough. The 2.9 1.4 mm /50chip consumes a total of 590 mW from a 1-V supply when driving all four channels at a max