基于传输线隔离寄生电容结构的宽带毫米波振荡器关键技术研究

纳米尺寸先进的CMOS 工艺可为实现高集成、低成本的毫米波集成电路（M3IC）应用提供了极佳的、可延伸的平台。本项目拟采用国内的集成电路设计工艺，研究具有自主知识产权的毫米波振荡器的频带展宽关键技术。对毫米波压控振荡器带宽受限因素进行分析，提出了寄生电容隔离技术以展宽频带。通过对毫米波段的传输线进行建模，获得高品质因子的传输线电感，提高谐振回路的品质因子。利用传输线电感构建寄生电容隔离结构，通过优化电感参数的选取，降低负阻结构及其交叉耦合互联线引入的寄生电容。并通过多项目晶圆流片。本课题以展宽CMOS工艺中毫米波压控振荡器的频率调谐范围这一基础问题为研究目的，在推动CMOS工艺毫米波集成电路发展方面有重要的意义和理论价值。

本课题在对毫米波压控振荡器带宽受限因素分析的基础上，通过分析寄生电容对可变电容及振荡器频率范围的影响，提出一种寄生电容隔离技术，以展宽压控振荡器频带。首先采用自定制电感实现该隔离结构。然后采用传输线结构用作电感的方法；通过建立毫米波段传输线模型，获得一种高品质因子的传输线电感，以提高谐振回路的品质因子，展宽压控振荡器带宽，实现毫米波振动器的频率调谐范围拓展。研究结果表明采用寄生电容隔离技术，振荡器的频率调节范围由16.17%扩展到了20.66%，由于传输线电感的使用，在电路增加了两个电感的结构下，芯片面积并没有增大，并获得了较好的FOM和FOMT的指标性能。对设计和实现具有自主知识产权的毫米波集成电路具有重要的现实意义和应用价值。