65 nm CMOS 공정을 이용한 W-대역 전력증폭기 설계

Design of a W-Band Power Amplifier Using 65 nm CMOS Technology

본 논문에서는 차량 충돌 방지 장거리 레이더(Long Range Radar: LRR)을 위한 77 GHz 전력증폭기를 65 nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 제안한 회로는 3단 차동 전력증폭기로 공통 소스 구조와 트랜스포머를 사용했다. 측정결과로 77 GHz에서 18.7 dB의 전압 이득과 13 GHz의 3 dB 대역폭을 얻었다. 측정된 최대 출력 전력은 10.2 dBm, 입력 $P_{1dB}$는 -12 dBm, 출력 $P_{1dB}$는 5.7 dBm이며, 측정된 최대 전력 효율은 7.2 %이다. 본 전력증폭기는 1.2 V의 공급전원으로부터 140.4 mW의 DC 전력을 소모한다.

In this paper, we propose 77 GHz power amplifier for long range automotive collision avoidance radar using 65 nm CMOS process. The proposed circuit has a 3-stage single power amplifier which includes common source structure and transformer. The measurement results show 18.7 dB maximum voltage gain at 13 GHz 3 dB bandwidth. The measured maximum output power is 10.2 dBm, input $P_{1dB}$ is -12 dBm, output $P_{1dB}$ is 5.7 dBm, and maximum power add efficiency is 7.2 %. The power amplifier consumes 140.4 mW DC power from 1.2 V supply voltage.