Σχεδίαση Γραμμικού Μίκτη

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στη σχεδίαση ενός γραμμικού μίκτη υποβιβασμού συχνότητας για χρήση σε ετερόδυνο δέκτη με ενδιάμεση συχνότητα (IF) 1 GHz. Η τοπολογία που χρησιμοποιήθηκε βασίζεται στη δομή του κλασικού cross-coupled MOSFET-C βαθυπερατού φίλτρου. Οι πυκνωτές στους κόμβους κατ’ ουσίαν γης επιτρέπουν τη λειτουργία του μίκτη για υψηλό εύρος ζώνης εισόδου. Η μίξη βασίζεται στη λειτουργία των nMOS τρανζίστορ στην τρίοδο περιοχή, εξασφαλίζοντας εξαιρετική γραμμικότητα. Ο μίκτης σχεδιάστηκε σε τεχνολογία CMOS 90 nm της IBM. Η σχεδίαση περιλαμβάνει προσομοιώσεις σε επίπεδο σχηματικού, φυσική σχεδίαση (layout) της δομής εισόδου του κυκλώματος και post-layout προσομοιώσεις. Το μετρούμενο σημείο παρεμβολής 3ης τάξης (ΙΙΡ3) των 24 dBm για 60 GHz συχνότητα RF δείχνει την υψηλή γραμμικότητα του σχεδιασμένου μίκτη.

This thesis concerns the design of a linear down-conversion mixer for use in heterodyne receivers with 1 GHz intermediate frequency. The topology used is based on the classical cross-coupled MOSFET-C lowpass filter structure. With the capacitors placed at the virtual ground nodes, a high input bandwidth can be achieved. The mixing is based on the modulation of the nMOS transistors in the triode region, which renders an excellent linearity. The mixer has been designed in a 90 nm CMOS IBM process. The design process includes schematic simulations, the layout of the input structure and post-layout simulations. The measured 3rd order intercept point (IIP3) of 24 dBm for a 60 GHz RF signal demonstrates the high linearity of the designed mixer.