1 浙江师范大学工学院,浙江金华 321000
2 东南大学毫米波国家重点实验室,江苏南京 211189
3 IHP,Microelectronics,Frankfurt Oder,15236,Germany
4 Heinz Nixdorf Institute,Paderborn University,33102,Germany
为了实现太赫兹气体频谱分析传感器,对 245 GHz次谐波接收机芯片的片外测试展开研究。建立了 245 GHz次谐波接收机片外测试系统以及基于 245 GHz接收机芯片及发射机芯片的气体频谱分析传感器片外展示测试系统,对 245 GHz次谐波接收机芯片转换增益和带宽进行测试。片外测试系统得到 15 dB转换增益和 15 GHz带宽;片外展示测试系统得到 9 dB转换增益和 16 GHz带宽。片外测试系统和片外展示测试系统结果基本吻合。在片外展示测试系统中加入气腔,即构成气体频谱分析传感器。与现有同类型传感器相比,本文的次谐波接收机具有高增益、高带宽、集成本地振荡信号、低功耗等优势,非常适用于消费电子领域小体积的智能气体频谱分析传感器。
245 GHz次谐波接收机 片外测试系统 片外展示测试系统 气体频谱分析传感器系统 高增益 高带宽 低功耗 245 GHz subharmonic receiver off -chip measurementsystem off -chip demonstratormeasurement system gas spectroscopy sensor system high gain wide bandwidth low power consumption 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 358
1 Engineering College, Zhejiang Normal University, Jinhua 32000, China
2 State Key Laboratory of Millimeter Waves, Southeast University, Nanjing 11189, China
3 IHP, Microelectronics, Frankfurt Oder, 1526, Germany
4 Heinz Nixdorf Institute , Paderborn University, 33102, Germany
介绍了一种应用于气体频谱分析传感器的低功耗245 GHz次谐波接收机,该接收机具有低功耗、高线性度和高集成度的特点.该接收机由四级共基极低噪声放大器、二次次谐波无源反接并联二极管对(APDP)混频器、120 GHz推推型压控振荡器-分频器链路、120 GHz功率放大器和中频放大器构成,采用了特征频率为300 GHz、最大振荡频率为500 GHz的锗硅BiCMOS工艺实现.该接收机芯片实现了10.6 dB的转换增益和13 GHz的带宽,噪声系数为20 dB, 输入1dB压缩点仿真结果为-9 dBm,接收机如果不包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为99.6 mW,接收机包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为312 mW.
次谐波接收机 锗硅BiCMOS工艺 低功耗 共基极低噪声放大器 二次次谐波无源反接并联二极管对混频器 中频放大器 245 GHz 245 GHz subharmonic receiver SiGe BiCMOS technology low power common base LNA 2nd passive APDP SHM intermediate frequency (IF) amplifier