學位論文

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    毫米波之寬頻可變增益放大器與功率放大器設計
    (2023) 陳鈞霖; Chen, Chun-Lin
    隨著全球進入5G通訊的時代，毫米波的研究和發展越來越重要。其中毫米波所擁有的優勢為高速傳輸速率、較寬的頻寬和較低的延遲，因此，毫米波的運用變成眾人的發展目標。本論文將分別使用90-nm互補式金屬氧化物半導體製程和65-nm互補式金屬氧化物半導體製程，來實現主頻為28 GHz的寬頻增益放大器與寬頻功率放大器。第一個電路為28 GHz寬頻增益放大器，使用兩極皆為疊接組態增加整體的增益，同時使用第一級電流控制架構和基極偏壓技術，來達成較寬高的可變增益範圍，在可變增益範圍維持的前提下，使用共振腔及相位反轉技術達到低相位差。在這顆電路中，實現27 GHz～40 GHz的頻寬，增益皆大於16 dB，可變增益範圍皆可達到6.7，而相位差則低於5度。第二個電路為28 GHz寬頻功率放大器，利用兩級串接的方法增加電路的增益，同時利用變壓器來當作匹配網路和功率結合的元件，第二級放大器採用F類來提高效率。當操作頻率為28GHz時，功率增益(Power gain)為25.588 dB，飽和輸出功率(Psat)為16.558 dBm，最大功率附加效率Peak PAE約為44.821 %，1-dB增益壓縮點之輸出功率(OP1dB)約為12.941 dBm，整體靜態電流約為15.64 mA，功率消耗為18.768 mW。
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    應用於5G行動通訊之毫米波可變增益放大器設計
    (2022) 陳易廷; Chen, Yi-Ting
    行動通訊系統的需求日益增加，毫米波的研究發展逐漸被重視，其中更高速的傳輸速率、更寬的頻寬以及低延遲的優點，使其更受到矚目。本論文設計兩顆應用於毫米波頻段的電路，第一個電路為28 GHz可變增益放大器，設計一傳統收發機中的可變增益放大器，使用一級 電流控制架構搭配基極偏壓技術，以達成高可變增益範圍的電路，此顆電路在28 GHz時增益S21約為20.76 dB，可變增益範圍約9.25 dB， OP1dB約為0.425 dBm，整體功率約為20.4 mW。整體晶片佈局面積為420 μm × 630 μm。第二顆電路將應用相位陣列天線中，有別於第一顆放大器，此電路更要求相位差，使用一級電流控制架構搭配基極偏壓技術，以達成高可變增益範圍的電路，在可變增益範圍維持的情況使用共振腔及相位反轉技術達到低相位變化，此外第二顆電路涵蓋大部分毫米波頻段，在這顆電路中，成功地實現 27GHz ～ 43 GHz 增益大於15 可變增益範圍大於 8 且相位差低於 5 度的要求。