طراحی و شبیه‌سازی یک مخلوط‌کننده فراپهن‌باند فوق کم‌توان بدون سلف با استفاده از ساختار تزریق به بدنه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 گروه الکترونیک دانشکده برق دانشگاه علم وصنعت ایران

چکیده

در این مقاله یک مخلوط کننده پایین آورنده فراپهن باند فوق کم توان CMOS ارائه شده است. به‌منظور کاهش ولتاژ و توان مصرفی از ساختار تزریق به بدنه برای کاهش تعداد طبفات پشته مورد استفاده قرار گرفته است. با بکار‌ گیری از ترانزیستورهای کانال p در هسته مخلوط‌کننده می‌توان نویز زیاد مخلوط‌کننده‌های تزریق به بدنه را بهبود بخشید. به هدف افزایش بهره تبدیل در طبقه IF از بافر افزاینده ترارسانایی استفاده شده است. همچنین برای کمتر کردن توان مصرفی، ترانزیستورها در ناحیه وارونگی ضعیف بایاس شده‌اند. مخلوط کننده پیشنهادی در فناوری um TSMC RF-CMOS 0.18 طراحی شده است. برای ارزیابی کارایی مخلوط‌کننده پیشنهادی شبیه سازی و پساجانمائی صورت گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی پساجانمائی نشان می‌دهد که مخلوط کننده ارائه شده بهره تبدیل بیشینه dB 8.6، عدد نویز کمینه dB15.3، IIP3 بیشینه dBm 1 و جداسازی دریچه به دریچه بهتر از dB43 با توان سیگنال LO متوسط dBm2 ارائه می‌دهد. توان مصرفی کل این مخلوط کننده µW250 در باند فرکانسی GHz11-3 بدست آمده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Simulation of an UWB Ultra Low Power Inductor-Less Mixer Using Bulk Injection Technique

نویسندگان [English]

  • جواد یاوند حسنی 1
  • Keivan Gholami 2
2 Department of Electronics, School of Electrical engineering, IUST
چکیده [English]

This paper presents a new ultra low power CMOS Ultra Wide Band (UWB) mixer. To reduce the supply voltage and the power consumption, the bulk injection technique is used. Adopting PMOS transistors in the mixer core enhances the noise due to bulk injection topology. On the other hand, to increase the conversion gain, we use a gm-boosting buffer in the IF stage of our design. To achieve an ultra-low power circuit, the transistors in the mixer core are biased in weak inversion region. The proposed circuit is designed and simulated in TSMC 0.18um CMOS technology. Then, the layout is designed and the post-layout simulations are performed using the foundry design kit. The post-layout simulation results revels maximum conversion gain of 10.9 dB, minimum noise figure of 13.9 dB and IIP3 if 4 dBm, with 2dBm LO power, in 3~11 GHz band. The port to port isolation is better than 43 dB. The total power consumption is 214 uW with 1V supply.

کلیدواژه‌ها [English]

  • UWB mixer
  • Ultra Low Power
  • Bulk injection
  • Weak Inversion
  • gm-Boosting