Framkvæmd þráðlausra kerfa með því að nota RF aflmagnara
Á þessari stundu er hægt að átta sig á 8Vpp og púlsbreidd mótun RF háspennu / aflmikilla rekla á grundvelli 1.2V 65nm CMOS tækni. Innan tíðnissviðs 0.9 til 3.6 GHz getur flísin veitt hámarks framleiðslusveiflu 8.04Vpp að 50Ω álagi við 9V rekstrarspennu. Þetta gerir CMOS reklum kleift að tengja beint og keyra afl smára eins og LDMOS og GaN. Hámarks viðnám þessa ökumanns er 4.6Ω. Stýringarsvið vinnutíma mæld við 2.4 GHz er 30.7% til 71.5%. Með því að nota nýtt þunnt MOS tæki með frárennslislagi, getur ökumaðurinn náð áreiðanlegri háspennuaðgerð og þetta nýja tæki þarf ekki aukakostnað þegar það er útfært með CMOS tækni.
Nútíma þráðlaus handfestar fjarskiptatæki (þ.mt útvarpstíðni (RF) aflmagnarar (PA)) eru öll útfærð í djúpum submicron CMOS. Í þráðlausum innviði kerfum, vegna þess að þörf er á stærri framleiðslugetu, er nauðsynlegt að ná RF PA með kísil LDMOS eða tvinntækni (eins og GaA og fullkomnari GaN). Fyrir næstu kynslóð endurskipanlegra innviða kerfa Með öðrum orðum virðist rofi háttur PA (SMPA) veita nauðsynlegan sveigjanleika og mikla afköst fyrir fjölbanda fjölhreyfilsenda. Hins vegar, til þess að tengja háorku smári sem notaðir eru í SMPA grunnstöðvarinnar við allar stafrænu CMOS einingar sendisins, er krafist breiðbands RF CMOS rekils sem getur búið til háspennu (HV) sveiflu. Þetta getur ekki aðeins náð betri afköstum smára smári, heldur getur það einnig beint notað stafræna merkjavinnslu til að stjórna nauðsynlegri SMPA inntak púlsbylgjuformi og þar með bætt heildarafköst kerfisins.
Hönnunaráskorun
Inngangur LDMOS eða GaN SMPA er venjulega nokkrir picofarads og verður að vera knúinn áfram af púlsmerki með stærri amplitude en 5Vpp. Þess vegna verður SMPA CMOS rekillinn að veita bæði háspennu og Watt stig RF afl. Því miður felur djúpur undirmíkron CMOS í sér margar áskoranir við framkvæmd háspennu- og aflmagnara og rekla, sérstaklega mjög lága hámarksspennu (þ.e. lága bilunarspennu af völdum áreiðanleikavandamála) og óbeinum óbeinum með miklu tapi. Tæki (til dæmis fyrir umbreytingu viðnema).
Núverandi lausnir
Það eru ekki margar aðferðir til að innleiða háspennuhringrásir. Hægt er að nota tæknilegar lausnir (svo sem fjölhliða oxíð) sem geta áttað sig á spennuþol smári, en kostnaðurinn er sá að framleiðsluferlið er dýrt og bæta verður við fleiri grímum og vinnsluþrepum við grunnlínur CMOS ferlisins, þannig að þetta lausn er ekki tilvalin. Að auki, til að auka áreiðanleika háspennuþols, er hægt að nota hringrásarplan sem notar aðeins venjulega grunnlínutransista (með þunnum / þykkum oxíðbúnaði). Í annarri aðferðinni eru stafla tækja eða röðskautar algengustu dæmin. Flækjustig og afköst RF hafa hins vegar miklar takmarkanir, sérstaklega þegar fjöldi raðtengdra bakskauta (eða staflaðra) tækja eykst í 2 eða fleiri. Önnur leið til að innleiða háspennuhringrásir er að nota frárennslisstuðul sviðs áhrifa smára (EDMOS) í grunnlínus CMOS tækni eins og lýst er í þessari grein.
Ný lausn
Frárennslislengibúnaðurinn er byggður á greindri raflögnartækni, sem nýtur góðs af framkvæmd mjög fíinna víddar í ACTIVE (sílikon), STI (oxíði) og GATE (fjölkísil) svæðum og notkun grunnlína án aukakostnaðar Djúpur undirmíkron CMOS tækni gerir sér grein fyrir tveimur háspennuþol smári, PMOS og NMOS. Þrátt fyrir að afköst RF þessara EDMOS-tækja séu í raun lægri miðað við venjulega smári sem nota þetta ferli, þá er samt hægt að nota þau í allri háspennuhringrásinni vegna útrýmingar mikilvægra tapsaðferða sem tengjast öðrum HV jafngildum hringrásum ) Til að ná meiri heildarárangri.
Þess vegna notar háspennu CMOS ökumannstæknin sem lýst er í þessari grein EDMOS tæki til að koma í veg fyrir stafla tækjanna. RF CMOS rekillinn samþykkir þunnt EDMOS tæki úr oxíðlagi og er framleitt með 65nm CMOS ferli með lítilli biðstöðu og ekki er þörf á frekari grímuskrefum eða ferlum. Fyrir PMOS og NMOS fer fT mælt á þessum tækjum yfir 30GHz og 50GHz, í sömu röð, og bilunarspenna þeirra er takmörkuð við 12V. Háhraða CMOS reklar hafa áður óþekkt náð framleiðslusveiflu 8Vpp upp í 3.6 GHz. Svo breitt band bilið SMPA veitir akstur.
Mynd 1 er skýringarmynd af uppbyggingu rekilsins sem lýst er hér. Framleiðslustigið inniheldur inverter sem byggir á EDMOS. EDMOS tæki geta verið knúin beint af lágspennu háhraða stöðluðum smári, sem einfaldar samþættingu framleiðslustigs og annarra stafrænna og hliðstæðra CMOS hringrása á einum flís. Hver EDMOS smári er knúinn áfram af tapered biðminni (biðminni A og B á mynd 1) útfærður af 3 CMOS inverter stigum. Buffarnir tveir hafa mismunandi DC stig til að tryggja að hver CMOS inverter geti starfað stöðugt við spennuna 1.2V (takmörkuð af tækni, það er VDD1-VSS1 = VDD0-VSS0 = 1.2V). Til þess að nota mismunandi aflgjafa spennu og leyfa sömu straumspennu, hafa biðminni tveir nákvæmlega sömu uppbyggingu og eru innbyggðir í aðskilið Deep N-Well (DNW) lag. Framleiðslusveifla ökumannsins er ákvörðuð af VDD1-VSS0 og öll gildi sem fara ekki yfir hámarks bilunarspennu EDMOS tækisins er hægt að velja að vild, meðan aðgerð innri rekilsins er óbreytt. DC stig vakt hringrás getur aðskilið inntak merki hvers biðminni.
Mynd 1. Skýringarmynd af RF CMOS drifrás og samsvarandi spennubylgjulög.
Önnur aðgerð CMOS rekilsins er að stjórna púlsbreidd framleiðslufyrirtækisins, sem er framkvæmt með púlsbreiddaraðlögun (PWM) með breytilegri hliðartækni. PWM stýring hjálpar til við að ná fínstillingu og stillingum og eykur þannig árangur háþróaðra SMPA tækja. Hlutdrægni fyrsta inverterans (M3) í biðminni A og B getur fært sig upp / niður RF sinusoid inntak merki með vísan til rofamörk umbreytarans sjálfs. Breyting hlutfallsspennu mun breyta framleiðslupúlsbreidd inverterar M3. Síðan verður PWM merkið sent í gegnum hina tvo inverterna M2 og M1 og sameinað á framleiðslustigi (EDMOS) RF rekilsins.
önnur varan okkar:
