產品頻道

富士通實驗室有限公司近日宣布推出毫米波段功率放大器（PA），采用標準90納米CMOS制程技術。針對毫米波的應用，富士通實驗室開發(fā)了一種標準的CMOS建模技術和設計技術，以盡量減少高頻率的信號損失，從而研制出世界上第一個基于CMOS功率放大器，可運行于77 GHz。這項技術實現了包括一個PA的CMOS射頻（ CMOS 射頻）前端電路，這樣使基頻電路一體化[ 1 ]于單個芯片中，可用于毫米波汽車雷達系統。 這一技術將在國際固態(tài)電路會議（ISSCC） 展示，該會于2008年2月3日至7日將在舊金山舉行。 毫米波的高分辨率和準確性，可理想地用于測量兩點之間的距離，以及高容量的數據傳輸。因此，毫米波開始被應用于汽車雷達系統和無線傳輸系統中。通常情況下，化合物半導體已用于該類系統中的射頻前端電路[ 2 ]，以實現高頻率信號的高增益和輸出。另一方面，對于CMOS技術，它的特點是高水平的集成和高功能性，在運行速度方面已取得了進展—-皆歸因于正在進行的小型化技術—-目前可以用毫米波集成電路代替原先的化合物半導體實現運行。 由于發(fā)生顯著的信號損失，實際應用在毫米波電路中的標準CMOS技術一直存在問題。為了提高放大器的增益，在電路圖處理上有許多不明顯的方法，如寄生電容[ 3 ]，需要被準確地反射。此外，在一個匹配電路[ 4 ]上的信號損失需要加以抑制，才能提高放大器的性能。 富士通實驗室開發(fā)了以下兩項技術，使人們可在毫米波放大器中使用標準CMOS技術。 1. 建模技術使晶體管和無源器件運行于毫米波段 富士通實驗室建立了一個晶體管模型，在毫米波段體現運行特性，并開發(fā)了參數提取技術。研究人員同時優(yōu)化和開發(fā)了輸電線路、電容，以及其他無源元件的結構，以最大限度地減少阻抗損失。 2. 匹配電路設計 為保持電路緊湊，富士通實驗室研制出" short stub" [ 5 ]匹配電路并與供電電路集成，更進一步減少信號的損失。這種方法減少了匹配電路在芯片上所需的空間，只有原來十分之一的水平，也使信號損失降低到0.4分貝（0.4 dB）。 成果 結合這兩項技術誕生了世界上第一個用于77GHz的功率放大器PA，實現8.5分貝增益和6.3分貝毫瓦（ 6.3dbm ）飽和輸出功率。此外，另一個獨立的運行于60GHz的功率放大器PA也被開發(fā)出來，并取得8.3分貝的增益和10.6 dBm的飽和輸出功率。 富士通實驗室的新技術，使人們可以在77GHz頻率的汽車雷達中使用廉價的標準CMOS技術。這些研究還可以用于60GHz頻率中，擴大無線通訊系統的傳輸范圍。 此外，通過在一個芯片上結合基頻電路與射頻前端電路，毫米波段收發(fā)器芯片—-以前的生產相當昂貴——現在可做得相當小巧。因此，可以預計未來，毫米波段技術將在汽車雷達系統和無線通信系統中被廣泛應用。