JSSC 2025第10期Other40nm

A 6292-GHz 124 Efficiency Harmonics-Recycling CMOS Frequency Quadrupler Using Am

本文提出了一种谐波回收CMOS四倍频器，实现高效率、宽带宽和大输出功率。

62-92 GHz带宽，12.4%峰值效率，11 dBm输出功率

谐波回收CMOS四倍频器高效率宽带宽

▸创新点1：谐波回收技术（HR）通过同时复用差模信号（f0, 3f0）和共模信号（4f0），显著提升效率至12.4%，属于电路创新。

▸创新点2：幅度-相位协调技术通过精确控制信号幅度和相位关系，抑制无用谐波（f0, 2f0, 3f0, 5f0），抑制深度达26.3-44.7 dBc，属于方法创新。

▸创新点3：模式交错峰值技术通过优化工作模式时序，扩展3 dB带宽至39%（62-92 GHz），属于系统级带宽优化创新。

▸创新点4：采用40nm CMOS工艺实现0.128 mm²核心面积，在毫米波频段（73 GHz）实现11 dBm输出功率，属于工艺与电路协同设计创新。

Abstract

This article presents a harmonics-recycling (HR) frequency quadrupler that achieves high efficiency, wide band- width, and large output power simultaneously. To improve the efficiency, both the differential-mode (f 0, 3f 0) and common-mode (4f 0) signals are reused by the harmonic recycler. Addition- ally, the amplitude–phase coordinating and mode-staggered-peak techniques are introduced to reject unwanted harmonics and expand the bandwidth. A proof-of-concept HR quadrupler is fabricated using 4