5G通讯关键之“毫米波收发机芯片如何实现”

 新闻资讯     |      2021-11-10 01:41
本文摘要:NICT研发的毫米波收发机架构图 商用的毫米波收发机芯片不会用于CMOS(CMOS=complementarymetal-oxide-semiconductor,指用半导体-水解层-金属填充构成半导体器件的工艺,是最常用的集成电路生产工艺)工艺,这一方面为了需要和数字模块构建,另一方面为了节省成本。 毫米波收发机芯片的结构和传统频段收发机很相近,但是毫米波收发机具有独有的设计挑战。 其一是如何掌控功耗。

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NICT研发的毫米波收发机架构图  商用的毫米波收发机芯片不会用于CMOS(CMOS=complementarymetal-oxide-semiconductor,指用半导体-水解层-金属填充构成半导体器件的工艺,是最常用的集成电路生产工艺)工艺,这一方面为了需要和数字模块构建,另一方面为了节省成本。  毫米波收发机芯片的结构和传统频段收发机很相近,但是毫米波收发机具有独有的设计挑战。

  其一是如何掌控功耗。毫米波收发机拒绝CMOS器件能工作在毫米波频段,所以拒绝CMOS器件对信号的灵敏度很高。

我们可以参考日常生活中的水龙头来解释这个问题。  大家一定都常常有电源水龙头的经验,很多水龙头在关着时,必须把手很多下才不会出来一点点水,然后随着水流更加大,只要多把手一点点水流就不会变小很多。在这里,手把手龙头的动作就是鼓舞信号,而对应的水流变化就是输入号召。

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CMOS器件本质上和水龙头很像,都是通过掌控末端(即CMOS的栅极)调整输入流量(对水龙头是水流,对CMOS则是输入电流)。  因此,如果必须CMOS器件对黯淡的毫米波信号能较慢号召,必需把它的直流电流调到相当大(相等于把水龙头设置在水流相当大的状态)。这样一来,CMOS电路就必须相当大的功耗才能处置毫米波信号。  另一个毫米波芯片必需考虑到的问题是传输线效应。

  坚信大家还忘记高中物理里面的受力分析,(右图左)分析一根惯性绳子的受力情况(静力分析)是很非常简单的,绳子的弹力即相等人对绳子的拉力,而且每一点都完全相同,这样的问题在高中物理考试里面归属于送来分题。但如果不是惯性地拉绳子,而是用手挥舞绳子呢(右图右)?这时在绳子上产生了一列机械波,每一点的受力情况都不完全相同,而且受力的变化不仅各不相同手挥舞绳子手的施力还各不相同绳子的材质(要求了波长)。

这时候分析受力就较为艰难,归属于高中物理竞赛级别的题目。


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