2021-06-28
本项目基于TSMC40工艺，设计了一种基于高阶变压器的宽频注入锁定式分频器（ILFD），以适用于5G应用的超宽带频率综合器（PLL）且可以支持现有的高频段（40G——60G）通信系统来产生高速、稳定的时钟信号。
本项目由注入锁定式分频器架构主要由注入电流放大模块（ICB），高阶变压器拓频模块（LC-tank），峰值电感补偿模块（Peaking Inductor），信号注入模块（Coupling Pair）构成。
电流放大模块（ICB）通过变压器的感应效应，在低功耗的情况下将注入电流信号进行放大，增大相位幅段，为LC-tank的工作范围增加冗余度。
高阶变压器（LC-tank）与传统的电感电容谐振回路相比，在中心振荡频率附近出现相位波纹，因而能实现更宽的锁定范围。交叉耦合对为电路提供满足起振条件需要的增益条件，同时将电流注入高阶变压器中。
峰值电感补偿（Peaking Inductor）在不影响LC-Tank的相位幅段的情况下有效的增大了电路整体的阻抗，更容易满足Barkhausen判据，电路起振要求大大降低，同时降低电路功耗。
本项目设计的注入锁定式分频器采用直接注入架构（Coupling pair），通过注入MOS管同时注入输入信号和交叉耦合对的直流偏置信号，减小芯片面积的同时保证了电路的稳定性与可靠性。
本项目完成了基于4阶变压器的注入锁定式分频器的设计与仿真并绘制出版图。通过仿真，得到设计的分频器可实现20 GHz以上的锁定范围，达到国内领先水平。另外还对高阶ILFM等多种先进构架进行了仿真，探索了更多可能性。
