基于130nm BiCMOS工艺的太赫兹十二倍频链的设计

作     者：曹军 何勇畅 蔡运城 赵君鹏 吴凯翔 高海军 Cao Jun;He Yongchang;Cai Yuncheng;Zhao Junpeng;Wu Kaixiang;Gao Haijun

作者机构：杭州电子科技大学射频电路与系统教育部重点实验室 

出 版 物：《半导体技术》 (Semiconductor Technology)

年 卷 期：2019年第44卷第10期

页      面：755-761页

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080902[工学-电路与系统] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61871161) 浙江省自然科学基金资助项目(LZ17F010001) 

主　　题：BiCMOS工艺 倍频器 驱动放大器 十二倍频链(FMC) 有源Marchand巴伦 

摘      要：毫米波/太赫兹信号源作为微波系统的关键电路,普遍应用在无线通信、电子对抗、毫米波成像等领域,稳定性高、相位噪声低的毫米波/太赫兹信号源对整体链路起到至关重要的作用。基于IHP 130 nm SiGe BiCMOS工艺,采用倍频器和驱动放大器(DA)结构实现了由K波段提升至G波段的十二倍频链信号源设计。对于偶次倍频单元,为了获得较好的谐波抑制尤其是奇次谐波抑制,该设计采用了经典的push-push结构;采用前后变压器耦合的方法实现了奇次倍频。提出了一种宽带有源Marchand巴伦结构,其工作带宽大于190 GHz,覆盖了大部分微波和太赫兹频段。电路后仿真结果表明,当输入信号频率为18.3 GHz、功率为0 dBm时,倍频器的输出功率为-17.26 dBm,同时输出信号的谐波抑制比均大于15 dBc,3 dB带宽为213~246 GHz(相对带宽14.4%)。采用1.2 V和2.1 V双电源供电,0.8 V和0.9 V电压偏置,该倍频链直流功耗大小为59 mW,芯片面积为1.9 mm×0.8 mm。