单晶射频变压器之矽基板磨薄效应与温度效应之研究.docVIP

單晶射頻變壓器之矽基板磨薄效應與溫度效應之研究 Study of Silicon Substrate Thinning Effect and Temperature Effect in Monolithic RF Transformers IC 編號：T18-92E-30t 指導教授：林佑昇 暨南大學電機研究所助理教授 電話：(049)2910960#4706 傳真：(049)2917810 E-mail: stephenlin@ncnu.edu.tw 設計者：吳信宏 碩士班研究生 電話：(049)2910960#4706 傳真：(049)2917810 E-mail: s1323523@ncnu.edu.tw 一、中文摘要(及關鍵字) 單晶螺旋變壓器已經應用於許多微波與RF電路上，其功能主要完成阻抗匹配、訊號耦合、相位劈列等等。一些實際列子，如RF接受器前端使用低耗損、單－雙端訊息轉換，平衡放大器的匹配、耦合和鏡像抑制混頻器皆為目前發表之電路架構。近來，在RF電路高密集度的要求下，對於單晶RF變壓器的最佳化設計引起極大興趣。但是在標準CMOS製程上的RF變壓器將會遭受到CMOS基底與薄金屬層的損耗，而造成低品質因素之問題。因此，在CMOS標準程序上實現高有效增益的RF變壓器已經成為現今CMOS RF研究的重要挑戰之一。本篇報告擬使用TSMC 1P6M 0.18um CMOS製程技術進行研究與觀察RF變壓器，以作為進入變壓器領域的先前工作。 關鍵字: 單晶RF變壓器、可資用（有效）增益、 矽基板磨薄效應、溫度效應。 Abstract Monolithic spiral transformers have been used in many microwave and RF ICs to perform impedance matching, signal coupling, phase splitting, etc. Some of the example are low-loss feedback and single-ended to differential signal conversion in a receiver front end, matching and coupling in balanced amplifiers, and in an image rejection mixer. The demand for higher integration levels of radio-frequency (RF) functions on silicon has generated recent interest in optimized monolithic RF transformers. Unfortunately, the RF transformers implemented in the standard CMOS process suffer from poor quality factors due to the lossy property of the CMOS substrate and the thin metal layers. Therefore, to realize high available gain (Gmax) RF transformers in the standard CMOS process is one of the major challenges for CMOS RF researches. In this report, we use TSMC 1P6M 0.18um CMOS technology to investigate and observe the physics of the RF transformers for entering the transformer- domain. Keyword: Monolithic RF Transformer、Available Gain、Silicon Substrate Thinning Effect、Temperature Effect。 二、計劃緣由與目的 一般說來，對於攜帶式無線通訊設備上的ICs之要求包括：低成本、低供應電壓、低功率損耗、低雜訊、高操作頻率以及低失真。雖然製作於矽基板之上的電感器其Q-factor相對較低，但是此種電感器可於最小的電壓降之內提供增益以及作為振盪器之共振腔。此外，近年來，單晶射頻變壓器開始出現於CMOS技術中，此種新的電路組態出現，使得RF-ICs設計者