دوبرابر کننده فرکانسی گسترده با تکنیک تغییر تدریجی امپدانس مشخصه خط انتقال گیت

نیک پیک, امیر; حمزه, احسان

دوبرابر کننده فرکانسی گسترده با تکنیک تغییر تدریجی امپدانس مشخصه خط انتقال گیت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار گروه الکترونیک دانشکده‌ی مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تربیت مدرس تهران

² دانشجوی دکتری تربیت مدرس

چکیده

در این مقاله به تحلیل و طراحی یک ضرب‌کننده فرکانس گسترده موج میلیمتری با استفاده از 4 طبقه پوش-پوش در تکنولوژی 65 nm CMOS پرداخته شده است. در مدار پیشنهادی، تکنیک "تغییر تدریجی امپدانس مشخصه خط انتقال گیت" برای افزایش توان خروجی و بازدهی دو برابر کننده فرکانسی گسترده معرفی و تحلیل شده است. به کمک شبیه سازی، تاثیر افزایش دامنه ولتاژ ورودی بر روی بهبود بازدهی و توان خروجی هارمونیک دوم هر سلول-واحد دوبرابر کننده فرکانس نشان داده شده است. برای افزایش دامنه ولتاژ ورودی سلول‌ها، امپدانس مشخصه خط انتقال گیت به تدریج افزایش یافته است. استفاده از این تکنیک به بهبود توان خروجی به مقدار 6 dB منتج شده است. شبیه سازی یکپارچه الکترومغناطیسی کل مدار، توان خروجی بیش از -5 dBm در بازه فرکانسی 60 تا 214GHz به ازای توان 12dBm ورودی و توان مصرفی 24mW را بدست می دهد.
کلید‌واژه
ضرب‌کننده فرکانس گسترده، زوج‌ پوش-پوش، بالون مارچاند، فناوری CMOS ,موج میلیمتری

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Distributed Frequency Doubler with Gate Transmission-Line Characteristic Impedance Tapering Technique

نویسندگان [English]

Amir Nikpaik ¹
Ehsan Hamzei ²

¹ ECE Dep, TMU, Tehran, Iran

² PhD Student, Tarbiat Modares University

چکیده [English]

In this paper, analysis and design of a mm-wave distributed frequency doubler utilizing four push-push pairs in 65 nm CMOS is studied. In the proposed circuit, “gate transmission-line characteristic-impedance tapering technique” is introduced and analyzed to increase output power and efficiency of the frequency doubler. Using simulation, the impact of increasing the input voltage amplitude on improving the second harmonic power and efficiency for each frequency doubler unit cell is shown. In order to increasing the input voltage amplitude of the unit-cells, the characteristic impedance of the gate transmission-line is gradually increased. Utilizing this technique improves the output power by 6 dB. Holistic Electromagnetic simulation of the circuit, gives output power greater than -5 dBm in 60 GHz to 214 GHz band for an input power of 12 dBm and 24 mW power consumption.
Keywords:
Distributed frequency multiplier, push-push pair, Marchand balun, CMOS Technology , mm-wave signal generation, power efficiency

کلیدواژه‌ها [English]