Наименование эксперимента – компьютерный анализ работы усовершенствованной ячейки параметрического умножителя частоты гармонических колебаний и ее технических параметров на базе программы моделирования Spectre САПР Cadence.
Цель эксперимента – определение технических параметров модели усовершенствованной ячейки параметрического умножителя частоты гармонических колебаний.
Моделирование базовой ячейки параметрического умножителя частоты гармонических колебаний с отключенными входным и выходным согласующими устройствами показало, что ячейка способна работать в очень широком диапазоне входных частот. Экспериментальное исследование ячейки с подключенными согласующими устройствами дало несколько худшие показатели – диапазон входных частот уменьшился, выходной сигнал имеет низкую амплитуду, является дифференциальным и требует преобразования в несимметричную форму для последующего использования.
Биполярные транзисторы, входящие в состав выходного согласующего устройства обеспечивают быстродействие ячейки до частоты 90 МГц. Таким образом, максимальная частота, подаваемая на вход ячейки, не может превышать 45 МГц, хотя сама ячейка умножителя способна работать с частотами, значительно превышающими указанные.
Для существенного расширения диапазона рабочих частот согласующее устройство должно иметь высокое быстродействие, усиливать выходной сигнал до уровня входного и преобразовывать его в несимметричный вид.
В состав практически любой современной технологической базы библиотечных элементов технологии 350 нм входят высокочастотные RF-транзисторы разного типа проводимости, обеспечивающие уверенную работу с аналоговыми сигналами, имеющими частоты до 250-300 МГц. Для усиления выходного сигнала до требуемого уровня можно использовать несколько дифференциальных каскадов, включенных последовательно и построенных на базе RF-транзисторов n-типа. Так как сигнал на выходе будет усилен до амплитуды входного, было решено отказаться от входного согласующего устройства. Для преобразования дифференциального сигнала в недифференциальный вид было решено использовать токовое зеркало, поостренное на двух RF-транзисторах. Подобное решение широко используется при проектировании операционных усилителей [4].
Процесс создания топологии базовой ячейки на основе RF-транзисторов похож на проектирование ячейки со стандартными биполярными транзисторными структурами. Отличие состоит лишь в том, что для создания высокочастотных транзисторов потребуется дополнительный слой-идентификатор RF-транзистора. Как видно из рисунка 1 структуры каскада умножения остаются симметричными. Выходной каскад полностью состоит из RF-транзисторов, каждый из которых для повышения помехоустойчивости окружен охранным кольцом. На входе и выходе ячейки расположены буферные емкости. Для повышения помехоустойчивости всего блока, используемого в составе «системы на кристалле» ячейка окружена двумя охранными кольцами различного типа проводимости, согласно [5].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.