采用28纳米FD-SOI CMOS工艺及背栅偏压技术，实现2°均方根相位误差、在26.4%频带宽度范围内具有双向功能的W波段有源相位移器

《IEEE Journal of Solid-State Circuits》：A W-Band Active Bidirectional Phase Shifter With 2° RMS Phase Error Over 26.4% FBW Using Back-Gate Biasing in 28-nm FD-SOI CMOS

　　

摘要：

本文介绍了一种基于28纳米全耗尽绝缘体上硅CMOS技术的W波段主动双向矢量和相移器，该相移器采用了带有背栅偏压的双向相位反相可变增益放大器。该放大器通过一种中和技术来消除每个信号方向上活跃与非活跃晶体管的栅极到漏极电容。借助FD-SOI背栅偏压，该放大器能够减少因增益状态变化带来的固有电容变化，从而保持中和精度，并在增益控制范围内将端口阻抗变化降至最低。这有助于保持I/Q精度，使得在发射和接收模式下都能在宽频带上实现较低的均方根相位误差和均方根增益误差。在71.5 GHz以上（发射）以及71.9 GHz以上（接收）的所有增益状态下，该放大器的输入和输出回波损耗均大于10 dB。在93.5 GHz（发射）和94.5 GHz（接收）时，其峰值增益分别为4.7 dB。利用该放大器，所设计的双向矢量和相移器在74.7–97.4 GHz的频带内[分数带宽为26.4%]，可实现均方根相位误差小于<?2.0°，以及均方根增益误差小于<?0.34 dB。在最大增益状态下，92.1 GHz（发射）和92.7 GHz（接收）时的平均增益分别为?4.3 dB，其核心面积为0.21平方毫米，直流功耗为80毫瓦。