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6G应用下的16nm FinFET毫米波电路设计 [比]巴特·菲利普 [比]帕特里克·雷纳特集成电路智能制造无线通信 6G

正版全新

作者: (比)巴特·菲利普 (比)帕特里克·雷纳特
出版社: 机械工业出版社
ISBN: 9787111816409

出版时间: 2022-12
装帧: 平装
开本: 16开

作者: (比)巴特·菲利普 (比)帕特里克·雷纳特
出版社: 机械工业出版社

ISBN: 9787111816409
出版时间: 2022-12

装帧: 平装
开本: 16开

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工程技术

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5057655

商品描述：

【书    名】 6G应用下的16nm FinFET毫米波电路设计      [比]巴特·菲利普    [比]帕特里克·雷纳特    集成电路智能制造无线通信 6G
【书    号】 9787111816409
【出版社】机械工业出版社
【作    者】 (比)巴特·菲利普 (比)帕特里克·雷纳特
【出版日期】 2026-08-01
【开    本】 16开
【定    价】 89.00元

【编辑推荐】
本书着眼于未来6G移动网络对毫米波频段带宽资源的迫切需求，系统探讨了从平面CMOS向FinFET工艺演进中毫米波电路设计的关键技术，为超高速、低延迟的6G通信提供集成电路层面的解决方案。

【内容简介】
本书主要探讨从平面CMOS技术向FinFET技术演进过程中给毫米波电路设计带来的影响。本书介绍了实现工作在90~170GHz频段的高性能毫米波电路的一些特定技术和设计实践。首先，深入探讨了基本的有源器件和无源元件；接着，讨论了基于FinFET器件的CMOS工艺用于频率产生的诸多技术挑战；然后，讨论了采用FinFET技术实现毫米波功率放大器的基础知识；*后，讨论了100GHz以上毫米波功率放大器的效率问题，并由此引出了一种具有改进的功率回退效率和线性度的新型功率放大器拓扑结构。

【目录】
译者序

前言

第1章　引言　1

1.1　迈向6G移动网络　1

1.2　下一步：基于FinFET的CMOS工艺实现毫米波　4

1.3　本书概览　5

参考文献　6

第2章　毫米波设计中的基本元器件　8

2.1　有源器件　8

2.1.1　fT和fmax：毫米波晶体管的品质因数　10

2.1.2　缩比效应：FinFET中的毫米波特性　11

2.1.3　晶体管版图与毫米波性能　13

2.2　无源元件　20

2.2.1　电容器　20

2.2.2　电感器　22

2.2.3　变压器　25

2.2.4　传输线　29

2.3　毫米波电路的基本设计方法　30

2.3.1　电容中和型毫米波放大器　30

2.3.2　毫米波互连线的设计　32

2.4　结论　38

参考文献　38

第3章　毫米波频率生成　41

3.1　压控振荡器基础　41

3.1.1　相位噪声简介　42

3.1.2　频率调谐　44

3.2　本振架构与毫米波发展趋势　46

3.3　深度微缩技术在毫米波频段的挑战　50

3.4　基于变压器的四阶谐振器　52

3.5　设计实例：基波振荡器　55

3.5.1　交叉耦合对　55

3.5.2　谐振器设计　57

3.5.3　测试结果　59

3.6　设计实例：谐波振荡器　60

3.6.1　基本原理　61

3.6.2　设计方案　62

3.6.3　输出缓冲器　64

3.6.4　测试结果　66

3.7　结论　70

参考文献　72

第4章　功率放大器　76

4.1　概述　76

4.2　功率放大器基础　77

4.2.1　增益与功率　77

4.2.2　效率　79

4.2.3　功率放大器的线性度　80

4.2.4　功率放大器的分类与偏置　82

4.2.5　深度微缩技术给毫米波应用带来的挑战　86

4.3　设计实例：以16nm FinFET实现的A类双通道功率合成D波段功率放大器　91

4.3.1　16nm FinFET晶体管的设计　92

4.3.2　功率放大器的组成　93

4.3.3　测试结果　98

4.4　结论　104

参考文献　105

第5章　带有增强型功率放大器的D波段直接变频发射机　107

5.1　效率提升技术　107

5.1.1　常见的效率提升技术　108

5.1.2　顺序功率放大器　112

5.1.3　小结　117

5.2　动态偏置线性化技术　117

5.2.1　AM-AM补偿　117

5.2.2　AM-PM补偿　118

5.3　设计实例：带有增强型功率放大器的直接变频发射机　123

5.3.1　动态偏置增强型功率放大器　123

5.3.2　I/Q调制与本振产生　129

5.4　测试结果与讨论　133

5.4.1　功率放大器测试结果　134

5.4.2　发射机测试结果　140

5.5　结论　148

参考文献　148

【前言】
我们的线上活动正在以前所未有的速度不断扩张。各种新的在线应用已经彻底改变了我们交流、工作、观看娱乐节目以及进行其他各种活动的方式。这些新的应用对网络提出的要求已经相当苛刻，并且导致现有的网络带宽发生了严重的拥塞，而虚拟或扩展现实等未来应用只会对网络提出更加严苛的要求。例如，为了提高响应速度和视频流质量，需要缩短延迟时间，并将数据传输速率提高至现有的50倍。为了应对这些挑战，6G移动网络将充分利用毫米波频段的大量带宽资源。
CMOS工艺是大批量生产集成电路的首选技术，它制造成本低且具有较高的良率，同时持续不断地缩小器件特征尺寸使得晶体管速度加快，从而使毫米波电路的应用成为可能。CMOS工艺由于具有将毫米波及低功耗模拟电路模块与数字信号处理模块集成在一起的潜力，因此成为大批量生产采用的一项关键技术。深度等比例缩小的CMOS工艺也因此在未来的6G毫米波应用前端获得了来自工业界与学术界越来越多的关注。遗憾的是，深度等比例缩小的工艺技术既带来了良好的收益，也提出了诸多严峻的挑战。首先，更低的电源电压限制了*大电压摆幅，进而限制了线性度、信噪比和输出功率；其次，金属互连线变得越来越细，与衬底之间的距离也越来越近，这导致互连线电阻不断增大，进而限制了可获得的毫米波性能。在FinFET技术诞生之后，由于它充分利用了垂直空间，而不是通过进一步缩小平面晶体管的面积来延续数字集成电路集成密度的提升，因此导致器件的毫米波性能陷入了暂时的停滞状态。这种新型的三维晶体管结构不仅带来了诸多新的挑战，与平面技术相比还改变了毫米波性能设计上的一些折中。
本书主要探讨从平面CMOS技术向FinFET技术演进过程中给毫米波电路设计带来的影响。本书介绍了实现工作在90～170GHz频段的高性能毫米波电路的一些特定技术和设计实践。第2章深入探讨了基本的有源器件和无源元件，并着重针对毫米波性能对FinFET进行了分析和设计优化。该章还讨论了纳米尺度工艺微缩给广泛使用的无源元件带来的影响以及对毫米波电路性能产生的相应影响。在该章的*后，我们还将有源器件和无源元件组合在一起，形成了一个基本的毫米波放大器模块。第3章讨论了基于FinFET的CMOS工艺用于频率产生的诸多技术挑战，这些挑战是从两个角度来应对的，由此引出了两个设计实例：基波振荡器和谐波振荡器。接着，第4章讨论了采用FinFET技术实现毫米波功率放大器的基础知识。该章讨论了*大功率极限并提出了应对这些挑战的解决方案，由此引出了基于16nm FinFET工艺采用功率合成方式实现功率放大器的设计实例。*后，第5章讨论了100GHz以上毫米波功率放大器的效率问题，并由此引出了一种具有改进的功率回退效率和线性度的新型功率放大器拓扑结构。在基于16nm FinFET工艺的设计实例中，我们在直接变频发射机中实现了这种新型的功率放大器，该功率放大器展示了高达44Gbit/s的数据传输速率。
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