VCO de 40 GHz y divisor de frecuencia en tecnología CMOS FD-SOI de 28 nm para sensores de radar automotriz
Autores: Maiellaro, Giorgio; Caruso, Giovanni; Scaccianoce, Salvatore; Giacomini, Mauro; Scuderi, Angelo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
VCO de 40 GHz y divisor de frecuencia en tecnología CMOS FD-SOI de 28 nm para sensores de radar automotriz
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Oscilador controlado por voltaje
Cadena de división de frecuencia
Proceso CMOS
Ruido de fase
Bandas de ajuste de frecuencia
Disipación de potencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un oscilador controlado por voltaje (VCO) de 40 GHz y una cadena de divisores de frecuencia fabricados en el proceso de metal-óxido-semiconductor complementario (CMOS) de silicio sobre aislante totalmente agotado (FD-SOI) de cuerpo y caja ultradelgados de 28 nm de STMicroelectronics con ocho capas de metal back-end-of-line (BEOL). La arquitectura de los VCO se basa en un tanque LC con transistores cruzados PMOS. Los VCO muestran un rango de sintonización (TR) de 3.5 GHz, explotando dos bandas de sintonización de frecuencia continuas seleccionables a través de un único bit de control. El ruido de fase medido (PN) a una frecuencia portadora de 38 GHz es de -94.3 y -118 dBc/Hz a un desplazamiento de frecuencia de 1 y 10 MHz, respectivamente. Los divisores de alta frecuencia, de 40 a 5 GHz, se realizan utilizando tres etapas de Flip-Flop D maestro-esclavo de lógica de corriente CMOS estática (CML). El factor de división total es de 2048. Se adoptó una arquitectura de Flip-Flop de alternancia CMOS que trabaja a 5 GHz para los divisores de baja frecuencia. La disipación de potencia del núcleo del VCO y de la cadena de divisores de frecuencia es de 18 y 27.8 mW desde voltajes de suministro de 1.8 y 1 V, respectivamente. La funcionalidad y el rendimiento del circuito se probaron a tres temperaturas de unión (es decir, -40, 25 y 125 grados Celsius) utilizando una cámara térmica.
Descripción
Este documento presenta un oscilador controlado por voltaje (VCO) de 40 GHz y una cadena de divisores de frecuencia fabricados en el proceso de metal-óxido-semiconductor complementario (CMOS) de silicio sobre aislante totalmente agotado (FD-SOI) de cuerpo y caja ultradelgados de 28 nm de STMicroelectronics con ocho capas de metal back-end-of-line (BEOL). La arquitectura de los VCO se basa en un tanque LC con transistores cruzados PMOS. Los VCO muestran un rango de sintonización (TR) de 3.5 GHz, explotando dos bandas de sintonización de frecuencia continuas seleccionables a través de un único bit de control. El ruido de fase medido (PN) a una frecuencia portadora de 38 GHz es de -94.3 y -118 dBc/Hz a un desplazamiento de frecuencia de 1 y 10 MHz, respectivamente. Los divisores de alta frecuencia, de 40 a 5 GHz, se realizan utilizando tres etapas de Flip-Flop D maestro-esclavo de lógica de corriente CMOS estática (CML). El factor de división total es de 2048. Se adoptó una arquitectura de Flip-Flop de alternancia CMOS que trabaja a 5 GHz para los divisores de baja frecuencia. La disipación de potencia del núcleo del VCO y de la cadena de divisores de frecuencia es de 18 y 27.8 mW desde voltajes de suministro de 1.8 y 1 V, respectivamente. La funcionalidad y el rendimiento del circuito se probaron a tres temperaturas de unión (es decir, -40, 25 y 125 grados Celsius) utilizando una cámara térmica.