Σχεδίαση και Υλοποίηση Ενισχυτή Χαμηλού Θορύβου στη Ζώνη Συχνοτήτων 4.9 GHz σε 130 nm SiGe BiCMOS Τεχνολογία

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση και υλοποίηση ενός ενισχυτή χαμηλού θορύβου με κεντρική συχνότητα λειτουργίας στα 4.9 GHz και εύρος ζώνης 200 MHz, για χρήση σε σταθμό βάσης 5G και υλοποιημένος σε τεχνολογία SiGe BiCMOS 130 nm. Οι εφαρμογές του αφορούν σύγχρονα και μελλοντικά προϊόντα της ασύρματης τεχνολογίας 5G. Η υψηλή γραμμικότητα και ο χαμηλός θόρυβος αποτελούν κρίσιμες προδιαγραφές για την πραγματοποίηση του front-end ενός σταθμού βάσης 5G και την αντιμετώπιση των απαιτήσεών του. Συγκεκριμένα, το κύκλωμα που παρουσιάζεται διαθέτει sub-dB θόρυβο στα 0.69 dB, κέρδος της τάξης των 33.5 dB και παράμετρο γραμμικότητας OIP3 στα +30.6 dBm. Επιτυγχάνεται απώλεια επιστροφής εισόδου/εξόδου κάτω από -16 dB, ενώ αντλούνται 243 mW από τροφοδοσία 3V. Γίνεται παρουσίαση της αρχιτεκτονικής που επιλέχθηκε, των στοιχείων που τοποθετήθηκαν και τον ρόλο που επιτελούν, καθώς και των πρώτων αποτελεσμάτων της προσομοίωσης του ενισχυτή. Γίνεται επιπλέον η απόπειρα της φυσικής σχεδίασης του ενισχυτή στην στοίβα μετάλλων της τεχνολογίας που έχει χρησιμοποιηθεί. Αναλύονται τα τεστς που πρέπει να περάσει επιτυχώς η φυσική σχεδίαση, καθώς και τα αποτελέσματα των τελικών προσομοιώσεων. Τέλος, γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων.