一种用于76-81 GHz汽车雷达的CMOS毫米波下混频器
投稿时间:2019-11-04  修订日期:2019-11-22  点此下载全文
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饶晟瑀 华东师范大学微电子电路与系统研究所 51171213030@stu.ecnu.edu.cn 
石春琦 华东师范大学微电子电路与系统研究所 cqshi@ee.ecnu.edu.cn 
张润曦 华东师范大学微电子电路与系统研究所 rxzhang@ee.ecnu.edu.cn 
基金项目:华东师范大学“幸福之花”先导研究基金项目
中文摘要:设计了一款用于76-81 GHz汽车雷达的CMOS毫米波正交下混频器,该混频器由前置放大、有源正交混频两部分构成。在前置放大器中,采用基于变压器的跨导增强技术改善了增益。在有源正交下混频器中,使用并联电感谐振结合交叉耦合管动态电流注入技术,消除跨导管与开关管之间的寄生电容,降低混频器噪声、提高转换增益。芯片采用55-nm CMOS工艺制造,测试结果表明,该下混频器3dB带宽为5.5 GHz,峰值转换增益4.1 dB,I/Q两路增益失配小于0.16 dB(50Ω负载条件),最小噪声系数19 dB,输入1dB压缩点-6 dBm,直流功耗40 mW,实现了优异的FOM值。
中文关键词:跨导增强  动态电流注入  寄生电容消除  交叉耦合
 
A CMOS mmW Down-Conversion Mixer for 76-81 GHz Automotive Radars
Abstract:This paper presents a 76-81 GHz CMOS mmW quadrature down-mixer for automotive radars. The transformer-based gm-boosted method is utilized in the pre-amplifier for improving gain performance. A parallel inductor and two cross-coupled transistors with dynamic current-bleeding are combinatorially exploited to resonate the parasitic capacitance between the transconductance stage and the switching stage and improve noise figure and conversion gain. The proposed mmW down-mixer is implemented in a 55-nm CMOS process and the measurement results show that the BW-3dB is 5.5 GHz, the peak gain is up to 4.1 dB with <0.16dB I/Q mismatch (at 50 Ω load), the input P1dB is -6 dBm and the minimum noise figure is of 19 dB while consuming 40 mW of power. Excellent FOM is achieved by combining above-mentioned techniques.
keywords:Gm-boosted  Dynamic current-bleeding  Parasitic capacitance elimination  Cross-coupled.
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