0.1-8GHz CMOS distributed amplifier

Abstract

Geniş bantlı kuvvetlendiricilerin ölçüm düzenleri, askeri elektronik, televizyon, radar vegeniş bantlı optik haberleşme gibi birçok kullanım alanı bulunmaktadır. Buuygulamalar için genellikle dağılmış parametreli kuvvetlendirici yapısı kullanılmaktadır.Çünkü bu yapı klasik kazanç-bant genişliği ilişkisi ile sınırlanmamaktadır.Dağılmış parametreli kuvvetlendirici yapısında kazanç elemanlarının giriş ve çıkışkapasiteleri, yapay iletim hatlarının içine dahil edilmektedir. Böylece farklı hücrelerinkapasiteleri birbirlerinden ayrılmakta, aynı zamanda çıkış akımları ise halatoplanabilmektedir.Son on yılda boyut alanında devam eden küçülme sayesinde, eşlenik metal-oksityarıiletken(CMOS) teknolojisi dağılmış parametreli kuvvetlendirici gerçekleştirmekiçin ciddi bir alternatif olmuştur. Ayrıca CMOS dağılmış parametreli kuvvetlendiricilerdüşük maliyet ve temel bant devreleriyle tümleştirme avantajlarına da sahiptir.Bu tezin en genel amacı dağılmış parametreli kuvvetlendirici tasarım teknikleriniaraştırmak ve bu teknikleri kullanarak 0.35?m CMOS teknolojisi ile tamamentümleştirilmiş bir dağılmış parametreli kuvvetlendirici gerçekleştirmektir. Teorikaraştırmaları ve benzetim sonuçlarını doğrulamak amacıyla 0.35?m CMOS teknolojisiile tek uçlu bir kuvvetlendirici tasarlanmış ve üretime gönderilmiştir. Bu kuvvetlendirici0.1-8GHz aralığında 8±1 dB kazanç sağlamakta ve 1.5V beslemeden 18mA akımçekmektedir. Kuvvetlendiricinin toplam alanı 1.67x0.93 mm2 dir.Anahtar Kelimeler: Dağılmış parametreli kuvvetlendirici, CMOS, Radyo frekansı

Wideband amplifiers have many applications such as instrumentation, electronicwarfare, television, pulsed radars and broad-band optical communication. For suchapplications, a distributed amplifier (DA) topology is often employed since it is notlimited by the classical gain-bandwidth tradeoff of amplifiers.In a DA topology input and output capacitances of gain elements are incorporated intothe artificial transmission lines. So that the capacitances of different cells are separatedwhile their output currents can still be summed.In the last decade, Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) technology hasbecome a serious alternative for realizing DAs as a result of continuous scaling in thetechnology. Also CMOS DAs have the advantages of low cost and integration abilitywith baseband circuits.The global objective of this thesis is to investigate design techniques for the CMOS DA,and to use these techniques to demonstrate a fully integrated DA using 0.35?m CMOStechnology. To verify the theoretical investigations and simulation results, a single endeddistributed amplifier was designed in 0.35?m CMOS technology and sent to thefabrication. The amplifier achieves 8±1 dB gain over 0.1-8 GHz band while drawing18mA from 1.5V power supply. The total area of the amplifier is 1.67x0.93 mm2.Keywords: Distributed Amplifier, CMOS, Radio Frequency