一款65纳米CMOS工艺的230GHz高功率宽带耦合驻波压控振荡器

摘要： 本文提出了一种基于紧凑低损耗耦合驻波振荡器结构的230GHz宽带高输出功率谐波压控振荡器(VCO)。为提升输出功率，振荡器相互耦合时未给电路增加额外无源损耗。具有感性漏极阻抗的晶体管既为振荡器提供所需负阻，又作为频率调谐的有源可变电容，同时通过非线性特性产生所需的二次谐波功率。漏极传输线负责构建感性阻抗、耦合相邻振荡器并实现输出功率的路由与合成，从而使电路结构紧凑且无源损耗最小化。该设计采用无变容管频率调谐方案，在保证输出功率的同时实现宽带工作。除振荡器耦合与损耗最小化外，还通过优化晶体管所见的谐波阻抗来提升输出功率。原型芯片采用65nm CMOS工艺实现，VCO输出功率覆盖219-238GHz频段(8.35%调谐范围)，最大输出功率达3.4dBm。在1.5V电源供电下消耗195mW功耗时，测得最低相位噪声为-105.8dBc/Hz(偏移10MHz处)。