47/94GHz毫米波压控振荡器的研究与设计
发布时间：2021-12-16 18:25
伴随着电子、计算机以及网络技术的不断革新,我们已经生活在一个信息技术时代,科学技术的进步使我们生活更加便利化,对人们的生活方式带来了深远的影响。在电子应用中,毫米波因其具有独特的优势而广受欢迎,首先在毫米波频段应用极其少,来自不同应用的干扰较少,另一方面毫米波具有可用频谱非常丰富。毫米波具有一个非常大的优势在于,因毫米波的波长更短,相比较于射频收发机设计,毫米波芯片更容易全集成。本文研究了毫米波频段的压控振荡器,研究InPHBT工艺中毫米波压控振荡器的设计与优化,实现低噪声低功耗的频率源,在国内外学者研究的基础上,对毫米波芯片进行了深入分析和研究,尤其对工作与47/94GHz VCO进行了更加全面细致的分析及设计。本文主要的研究内容分为两部分。首先,本文主要集中对当前毫米波频段的划分以及应用背景进行分析,对当前毫米波VCO的研究现状及进行全面的、深入的调研。在当前学者的研究基础上提出新的VCO结构。其次分析了两种振荡器模型及其起振条件,分别是反馈型放大器模型和负阻模型,通过对模型的分析,理解了振荡器的基本原理。随后介绍了 VCO设计中重要的性能参数,并分析了重要参数之间的冲突和权衡,这...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 毫米波简介
1.1.2 毫米波电路的应用
1.1.3 毫米波设计的挑战
1.1.4 半导体工艺比较
1.2 毫米波压控振荡器的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文的主要内容和结构
第2章 压控振荡器设计基础
2.1 两种振荡器模型及其起振条件
2.1.1 反馈放大器模型及其起振条件
2.1.2 负阻模型及其起振条件
2.2 VCO设计指标
2.3 相位噪声分析
2.3.1 相位噪声的定义
2.3.2 Leeson振荡器相位噪声模型
2.3.3 决定相位噪声的因素
2.4 Colpitts拓扑结构的分析
2.4.1 Colpitts拓扑结构的设计方程
2.4.2 差分Colpitts拓扑结构
2.5 VCO频率调节
2.6 本章小结
第3章 无源器件的设计与仿真
3.1 电感
3.2 电容
3.3 传输线
3.3.1 传输线的主要性能指标
3.3.2 传输线的基本结构
3.4 巴伦
3.5 本章小结
第4章 基于InP HBT工艺的47GHz差分Colpitts VCO设计
4.1 宽带VCO设计方法
4.1.1 宽带VCO理论
4.1.2 宽带VCO切换技术
4.1.3 电容阵列设计
4.2 晶体管及变容管分析
4.2.1 变容管设计
4.2.2 变容管阵列分析
4.2.3 晶体管特性分析
4.3 差分Colpitts VCO设计
4.3.1 电路结构设计及优化流程
4.3.2 InP HBT工艺介绍
4.3.3 电路版图及其仿真结果
4.4 本章小结
第5章 基于InP HBT工艺的94GHz单端ColpittsVCO设计
5.1 电路设计
5.1.1 单端Colpitts VCO部分
5.1.2 倍频器
5.2 电路版图及其仿真结果
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高频LC-VCO相位噪声的分析方法[J]. 武照博,王兴华,王征晨. 微电子学与计算机. 2018(04)
[2]一种新型电容阵列结构线性宽带VCO[J]. 徐雷钧,王超然,白雪. 微电子学. 2016(06)
[3]双极晶体管发射结电流趋热效应及其对结温测量的影响[J]. 杨志伟,苗庆海,张兴华,张德骏,满昌峰,王家俭. 半导体技术. 1999(02)
[4]fT为75GHz的SiGe基区异质结双极晶体管[J]. Gary L.Patton,李秀清. 半导体情报. 1993(02)
硕士论文
[1]基于CMOS工艺45GHz宽带压控振荡器研究与设计[D]. 谢哲新.电子科技大学 2013
[2]毫米波CMOS传输线设计及建模技术研究[D]. 楼佳.杭州电子科技大学 2012
本文编号：3538614
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 毫米波简介
1.1.2 毫米波电路的应用
1.1.3 毫米波设计的挑战
1.1.4 半导体工艺比较
1.2 毫米波压控振荡器的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文的主要内容和结构
第2章 压控振荡器设计基础
2.1 两种振荡器模型及其起振条件
2.1.1 反馈放大器模型及其起振条件
2.1.2 负阻模型及其起振条件
2.2 VCO设计指标
2.3 相位噪声分析
2.3.1 相位噪声的定义
2.3.2 Leeson振荡器相位噪声模型
2.3.3 决定相位噪声的因素
2.4 Colpitts拓扑结构的分析
2.4.1 Colpitts拓扑结构的设计方程
2.4.2 差分Colpitts拓扑结构
2.5 VCO频率调节
2.6 本章小结
第3章 无源器件的设计与仿真
3.1 电感
3.2 电容
3.3 传输线
3.3.1 传输线的主要性能指标
3.3.2 传输线的基本结构
3.4 巴伦
3.5 本章小结
第4章 基于InP HBT工艺的47GHz差分Colpitts VCO设计
4.1 宽带VCO设计方法
4.1.1 宽带VCO理论
4.1.2 宽带VCO切换技术
4.1.3 电容阵列设计
4.2 晶体管及变容管分析
4.2.1 变容管设计
4.2.2 变容管阵列分析
4.2.3 晶体管特性分析
4.3 差分Colpitts VCO设计
4.3.1 电路结构设计及优化流程
4.3.2 InP HBT工艺介绍
4.3.3 电路版图及其仿真结果
4.4 本章小结
第5章 基于InP HBT工艺的94GHz单端ColpittsVCO设计
5.1 电路设计
5.1.1 单端Colpitts VCO部分
5.1.2 倍频器
5.2 电路版图及其仿真结果
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高频LC-VCO相位噪声的分析方法[J]. 武照博,王兴华,王征晨. 微电子学与计算机. 2018(04)
[2]一种新型电容阵列结构线性宽带VCO[J]. 徐雷钧,王超然,白雪. 微电子学. 2016(06)
[3]双极晶体管发射结电流趋热效应及其对结温测量的影响[J]. 杨志伟,苗庆海,张兴华,张德骏,满昌峰,王家俭. 半导体技术. 1999(02)
[4]fT为75GHz的SiGe基区异质结双极晶体管[J]. Gary L.Patton,李秀清. 半导体情报. 1993(02)
硕士论文
[1]基于CMOS工艺45GHz宽带压控振荡器研究与设计[D]. 谢哲新.电子科技大学 2013
[2]毫米波CMOS传输线设计及建模技术研究[D]. 楼佳.杭州电子科技大学 2012
本文编号：3538614
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