عنوان
طراحي و جانمايي مخلوط‌كننده انتقال به پايين كم‌توان فراپهن‌باند در فناوري CMOS براي كاربردهاي برد كوتاه
نويسنده اصلي
كيوان غلامي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در اين پايان‌نامه دو مخلوط‌كننده فوق كم‌توان در فناوري CMOS مناسب براي سامانه‌هاي فراپهن‌باند و مخابرات نسل پنجم ارائه شده است. پس از شبيه‌سازي اوليه هر مخلوط‌كننده، طراحي و جانمايي در فناوري
TSMC CMOS 180-nm انجام شده است. در ادامه، براي آنكه ارزيابي واقعي‌تري از طرح ارائه شده بدست آيد، نتايج شبيه سازي پساجانمايي ارائه شده است.
در مخلوط‌كننده اول، براي كاهش ولتاژ و توان از ساختار تزريق به بدنه استفاده شده است. از طرفي مخلوط‌كننده‌هاي تزريق به بدنه از نظر نويز داراي عملكرد ضعيفي هستند. با هدف كاهش نويز اين ساختار، از ترانزيستورهاي كانال p در هسته مخلوط‌كننده استفاده شده است. هرچند كه ترانزيستورهاي كانال p نسبت به كانال n بهره ولتاژ كمتري ارائه مي‌دهند. جهت افزايش بهره تبديل، از بافر افزاينده ترارسانايي در طبقه IF استفاده شده است. همچنين براي توان مصرفي كمتر، ترانزيستورها در ناحيه وارونگي ضعيف باياس شده‌اند. از ويژگي‌هاي اين مخلوط‌كننده، ابعاد كوچك آن است و بدون آنكه از سلف استفاده شود، پهناي باند وسيع فراهم شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي پساجانمايي نشان مي‌دهد كه اين مخلوط كننده بهره تبديل بيشينه dB 9/10، عدد نويز كمينه dB9/13، IIP3 بيشينه dBm 4 و جداسازي دريچه به دريچه بهتر از dB43 با توان سيگنال LO متوسط dBm2 ارائه مي‌دهد. توان مصرفي كل اين مخلوط كننده µW214 از منبع ولتاژ 1 ولتي در باند فركانسي GHz11~3 است.
در طرح دوم، يك مخلوط‌كننده فوق كم‌توان با خطينگي زياد در باند فركانسي GHz32~22 ارائه شده است. جهت دستيابي به بهره تبديل زياد با توان مصرفي كم، از ساختار استفاده مجدد از جريان در تقويت‌كننده‌هاي كشي‌واكشي براي افزايش ترارسانايي استفاده شده است. با اعمال سيگنال نوسان‌ساز محلي به سورس نياز به دامنه سيگنال LO كاهش پيدا مي‌كند. همچنين با اعمال سيگنال LO تفاضلي به صورت ضربدري، مي‌توان ولتاژ تغذيه را كاهش داد در حالي كه محدوده نوسان ولتاژ در خروجي زياد باقي مي‌ماند، بنابراين بهره تبديل و خطينگي افزايش پيدا مي‌كند. به منظور كاهش بيشتر جريان و توان مصرفي قطعات MOS در ناحيه وارونگي ضعيف نيز باياس شده‌اند. علاوه بر اين بدليل ضريب غير خطينگي مرتبه سوم كوچك ترارسانايي ترانزيستورهاي MOS، IIP3 بيشتر افزايش پيدا خواهد كرد. از نتايج پساجانمايي مخلوط‌كننده موج ميليمتري پيشنهادي، بهره تبديل بيشينه dB 4/13 عدد نويز كمينه dB 1/15، IIP3 بيشينه dB 4/17 جداسازي دريچه به دريچه بهتر از dB42 با توان نوسان‌ساز محلي dBm 0 در حالي كه تنها µW33 توان DC مصرف مي‌كند، بدست آمده است.
شماره ركورد
195185
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
الكتروميك - مدارهاي مجتمع
استاد راهنما
دكتر جواد ياوند حسني