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應用於K-Band高增益功率放大器及Ku-Band 高隔離度降頻混頻器設計

為了解決qi無線行動電源的問題，作者鄭繕譯 這樣論述：

本論文以K-band、Ku-band系統射頻前端電路為研究主題，設計完成的電路元件有功率放大器與降頻混頻器。研究項目分成三個部份:第一部分為功率放大器，操作頻率為24 GHz，使用台積電0.18-μm CMOS製程技術，主要特色為使用電路在利用架構來降低功率消耗與提高增益，有低功率消耗及高增益的優點。經模擬(Post-sim)後得到:輸入反射係數小於-20 dB、輸出反射係數小於-19.3 dB、22.1 dB 的增益、11.7 dBm的輸出功率、7 dBm的線性度、消耗功率119 mW以及11.9 %的效率，晶片面積為1.104 X 0.897 mm2。第二部分也是功率放大器，操作頻率為2

4 GHz，使用台積電0.18-μm CMOS製程技術，在電路中使用變壓器來減少晶片中的電感面積經模擬(Post-sim)後得到: 輸入反射係數小於-25 dB、輸出反射係數小於-24 dB、23.3 dB的增益、6 dBm的線性度、12 dBm的輸出功率、115 mW的功率消耗以及13.6 %的效率，晶片面積為1.154 X 0.897 mm2。第三部分為降頻混頻器，頻率覆蓋範圍從24 GHz到31.5 GHz，使用台積電0.18-μm BiCMOS SiGe製程技術，電路架構使用雙平衡式混頻器架構，使用自製耦合變壓器將LO開關級隔開，這設計優勢提升隔離度。此外並在輸入端加上自製巴倫器將訊號

轉換成雙端，且減少匹配電路面積。混頻器模擬供應電壓為1V，最大轉換增益10 dB，雙邊帶DSB雜訊指數14.4~15.9 dB，RF-IF、LO-RF、LO-IF隔離度分別為:50~55 dB、51~54 dB、74~78 dB，線性度(IIP3)為-8~-11 dBm，消耗功率為2.58 mW。混頻器量測頻率範圍為16 GHz到19 GHz，轉換增益為4.7 dB。單邊帶SSB 雜訊指數18.6~21 dB。RF-IF、LO-RF、LO-IF隔離度分別為:57~62 dB、51~59 dB、20~24.8 dB。線性度(IIP3)為-2 dBm，1.8V電源電壓下功耗為19 mW，晶片面積為

1.11 X 0.843 mm2。