Σχεδίαση και υλοποίηση ολοκληρωμένου παθητικού μίκτη, συνδεσμολογίας Diode Ring, με λειτουργία στην D ζώνη του φάσματος των ραδιοσυχνοτήτων σε τεχνολογία BiCMOS 0,13μm

Koutalianou, Anastasia; Κουταλιανού, Αναστασία

dc.contributor.author	Koutalianou, Anastasia	en
dc.contributor.author	Κουταλιανού, Αναστασία	el
dc.date.accessioned	2021-02-17T13:12:13Z
dc.date.available	2021-02-17T13:12:13Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52890
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20588
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Παθητικός μίκτης χιλιοστομετρικών συχνοτήτων	el
dc.subject	Mm-wave passive mixer	en
dc.subject	Έκτη γενιά	el
dc.subject	6G	en
dc.subject	Συνδεσμολογία δακτυλίου	el
dc.subject	Diode ring	en
dc.subject	D ζώνη του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων	el
dc.subject	D band of the radio frequency spectrum	en
dc.subject	Σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων	el
dc.subject	Integrated circuit design	en
dc.title	Σχεδίαση και υλοποίηση ολοκληρωμένου παθητικού μίκτη, συνδεσμολογίας Diode Ring, με λειτουργία στην D ζώνη του φάσματος των ραδιοσυχνοτήτων σε τεχνολογία BiCMOS 0,13μm	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τηλεπικοινωνιακά μικροηλεκτρονικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-02-02
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση, η σχεδίαση και η υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου ευρυζωνικού down-converting διπλά εξισορροπημένου μίκτη, συνδεσμολογίας diode ring σε τεχνολογία SiGe BiCMOS 0.13μm με λειτουργία στην D ζώνη του φάσματος των ραδιοσυχνοτήτων. Οι εφαρμογές, στις οποίες στοχεύει η σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε αυτήν την ζώνη ραδιοσυχνοτήτων, σχετίζονται με τις ασύρματες τεχνολογίες 5G και 6G (95GHz έως 3THz). Αυτές ο εφαρμογές περιλαμβάνουν ραντάρ αυτοκινήτων, ασύρματη επικοινωνία υψηλών ταχυτήτων και απεικόνιση υψηλής ανάλυσης. Η διαδικασία της σχεδίασης έφτασε μέχρι το στάδιο του tape-out, οπότε το σχέδιο στάλθηκε προς κατασκευή στο εργοστάσιο της εταιρείας ημιαγωγών Infineon Technologies AG, στην οποία πραγματοποιήθηκε η παρούσα εργασία στα πλαίσια 12μηνης πρακτικής άσκησης. Στο κεφάλαιο 1 της εργασίας παρουσιάζονται οι λόγοι που έχουν οδηγήσει την βιομηχανία τηλεπικοινωνιών να στρέψει το ενδιαφέρον της προς τις χιλιοστομετρικές συχνότητες. Στο κεφάλαιο 2 γίνεται μια εκτεταμένη θεωρητική ανάλυση για την θέση του μίκτη στην αλυσίδα του πομποδέκτη, τις βασικές αρχές λειτουργίας του, τις παραμέτρους επίδοσης του, την κατηγοριοποίηση του, την λειτουργία της επιλεχθείσας τοπολογίας και για τις αρχές λειτουργίας των μετασχηματιστών. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται μια ανασκόπηση της τεχνολογίας που χρησιμοποιείται. Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται η υλοποίηση του παθητικού μίκτη σε επίπεδο σχηματικού, ενώ στο κεφάλαιο 5 η υλοποίηση του σε επίπεδο layout με επαρκή λεπτομέρεια καθώς και οι τελικοί έλεγχοι εγκυρότητας μέχρι το στάδιο του tape-out. Στο κεφάλαιο 6 φαίνονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων του σχεδιασμένου μίκτη. Στο κεφάλαιο 7 επισημαίνονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την παρούσα σχεδίαση και διάφορες βελτιώσεις ως μελλοντική εργασία. Τέλος, στο παράρτημα Α παρουσιάζονται συνοπτικά η σχεδίαση σε επίπεδο σχηματικού και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων ενός μονοσταδιακού διαφορικού ενισχυτή με κεντρική συχνότητα λειτουργίας τα 145GHz, ο οποίος σχεδιάστηκε στο ξεκίνημα της παρούσας εργασίας.	el
heal.abstract	Object of the present master thesis is the analysis, design and implementation of an integrated broadband down-converting double-balanced diode ring mixer in a 0.13 μm SiGe BiCMOS process operating at the D band of the radio frequency spectrum. The applications this operating RF bandwidth targets, are associated with 5G and 6G (95GHz to 3THz) wireless technologies. These applications include automotive radars, high-speed wireless communication and high-resolution imaging. The design procedure reached the tape-out stage, so the design was sent to the semiconductor fabrication plant of the company Infineon Technologies AG in Villach, where the present thesis took place in form of a 12-month internship. In chapter 1 of this thesis, the reasons that have led the telecom industry to turn its attention to millimeter frequencies are presented. In chapter 2 an extensive theoretical analysis of the mixer’s position in a transceiver chain, basic operating principles, performance parameters, categorization, the operation of the selected topology and the transformer’s operating principles, takes place. In chapter 3, a review of the used technology is made. In chapter 4, the passive mixer’s implementation at the schematic level is presented, while in chapter 5 its implementation at the layout level is presented with sufficient details as well as the final verification checks up to the tape-out stage. In chapter 6 the simulation results of the designed mixer are shown. In chapter 7, the conclusions drawn from the present design and several improvements, as future work, are highlighted. Finally, in appendix A a brief presentation of the design at the schematic level and the simulation results of a single-stage differential amplifier operating at the central frequency of 145GHz, which was designed at the beginning of this thesis, is made.	en
heal.advisorName	Παπανάνος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Συκάς, Ευστάθιος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	112 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false