Microwave CMOS VCOs and Front-Ends - using integrated passives on-chip and on-carrier

Abstract: Popular Abstract in Swedish De ökande kraven på högre datahastigheter inom trådlös kommunikation ställer allt högre krav på både radiosändare och mottagare, då dessa behöver utnyttja fler frekvensband med större bandbredd vid högre frekvenser. Fokus i denna avhandling ligger på högfrekvensdelen av radiomottagaren, som består av lågbrusförstärkare, blandare, och oscillatorer vid mikrovågsfrekvenser. Traditionellt har mikrovågselektronik använt sig av exklusiva och dyra halvledarteknologier (III-V material). Den snabba elektronikutvecklingen för konsumentprodukter (t.ex. TV-spelkonsoler) har det senaste årtiondet påskyndat utvecklingen av den kiselbaserade CMOS teknologin. Detta har lett till små och snabba transistorer (hög fT och fmax) med låg brusfaktor. Samtidigt tål transistorerna inte så höga spänningar och den lägre matningspänningen har tyvärr en negativ effekt på linjäriteten och det dynamiska området. Trots detta är dagens moderna CMOS-teknologi lämplig för många mikrovågs- och även millimetervågstillämpningar. Ofta begränsar förlusterna (på grund av lågt Q-värde) i de passiva komponenterna kretsens prestanda vid högre frekvenser. Speciellt för induktanser i en standard CMOS process bidrar den elektromagnetiska kopplingen till substratet till ett lägre Q-värde. Genom att flytta de passiva komponenterna från chipet till en bärare med låga förluster kan Q-värdet förbättras avsevärt. I denna avhandling presenteras kretsar med lågbrusförstärkare, blandare och oscillatorer i CMOS-teknologi på mikrovågsfrekvenser. En del av kretsarna har monterats på bärare med induktanser och baluner med låga förluster. Avhandlingen börjar med en introduktion till trådlös kommunikation, arkitekturer för mottagare, blocken i mottagaren, bärarteknologi med låga förluster, och följs av de sex inkluderade vetenskapliga artiklarna.