射频集成电路 游飞

《射频集成电路》是电子科学与技术学科的重要基础课程,主要介绍射频CMOS集成电路的工艺过程、基本放大电路分析方法、收发信机架构与系统分析方法、射频集成电路的重要单元电路与无源器件。先修课程包括《模拟电路基础》、《射频电路技术》、《微波固体电路》等,是从事射频CMOS集成电路研究方向的入门课程。

课程概述

通过本课程教学,学生应该具备如下能力:

1.  具备对整个射频系统和电路行为的深刻理解能力。

2.  理解射频IC的经典电路结构及主要设计方法。

3.  理解射频IC设计中的考虑因素,对新的射频IC结构设计的分析和综合能力得到加强。

4.  理解CMOS电路模块版图设计中引入的寄生参数对电路影响。

课程思政

本课程通过“课程思政”模块的建设与引入,达到以下目标:

1. 帮助同学们认识射频集成电路设计在我国发展历程、半导体产业方面的产业现状、国家当前的宏观引导等政策方向;

2. 帮助同学们认识射频集成电路的学科发展趋势与文献调研方法;

3. 帮助同学们建立常见的文献阅读与分析能力、形成基本的科学研究方法。

授课大纲

学时分配:40个学时

第一章 CMOS工艺 4学时)

       了解CMOS工艺流程,掌握形成NMOSPMOS的制造流程,了解ContactVia、金属互联、Pad等部分的作用。了解CMOS工艺与电路设计的基本关系。

第二章 CMOS器件物理(4学时)

2.1 基本知识

2.2 MOSIV曲线及特性

       理解IV曲线基本性质,阈值电压,沟道电流方程

2.3 影响晶体管特性的二阶特性

       理解Body effect,沟道长度调制效应的影响机制

2.4 MOS管器件模型

       了解MOS器件的寄生电容特性,掌握小信号模型,跨导方程,了解SPICE模型

第三章 单级放大电路(6学时)

3.1 基本概念

3.2 共源放大电路

       掌握电阻负载、二极管负载、电流源负载、偏置在欧姆区的晶体管负载的运用方法,理解Source degeneration的作用及优缺点。

3.3 源极跟随电路

       理解源级跟随电路的基本结构及性能。

3.4 共栅电路

       了解基本结构。

3.5 Cascode电路

       了解Cascode电路的基本结构及其优缺点。

第四章 收发信机结构(6学时)

4.1 基本知识

4.2 接收机结构

       掌握基本外差式接收机、现代外差式接收机、直接混频接收机、镜像抑制接收机、低中频接收机的基本结构及作用。

4.3 发射机结构

       了解发射机的基本要求及结构

第五章 噪声和低噪声放大器(6学时)

5.1 噪声与随机过程

理解噪声的功率谱,及热噪声的表达形式,了解噪声通过线性系统的特性,掌握CMOS器件噪声的来源及特性,掌握噪声的表达方法,包括输入端口参考噪声及噪声系数。

5.2 低噪声放大器的基本性能指标

5.3 LNA输入匹配问题

5.4 LNA的基本结构

       了解共源组态LNA,了解电感负载及引入了电阻反馈的共源组态,掌握形成50Ω匹配的条件,掌握共栅组态电路结构及输入匹配方式,掌握各组态LNA噪声系数计算方法,掌握LNACMOS电路中的设计流程。

第六章 混频器(6学时)

6.1 基本指标

6.2 无源混频器

       掌握无源混频器的基本结构、原理、增益、噪声系数的计算方式,理解单平衡、双平衡混频器及Sampling mixer的基本原理。理解输入阻抗的计算方式。

6.3 有源混频器

       掌握有源混频器的基本结构,理解其提高增益的方法及计算过程,了解其噪声系数计算方法。

第七章 无源器件(3学时)

7.1 电感

       了解RF CMOS中电感的基本形式,了解电感方程,了解电感模型及影响电感性能的主要因素,

7.2 变压器

       了解RF CMOS中变压器的基本形式

7.3 传输线

7.4 恒定电容

第八章 功率放大器(5学时)

8.1 基本指标

8.2 基本功放类型

8.3 高效率功放类型

       了解E类、F类高效率功放的基本电路结构

8.4 Cascode输出级

8.5 先进发射机结构

       了解基本的线性化技术、极坐标发射机、Outphasing发射机、Doherty功放

8.6 RF CMOS功放设计实例

参考资料

教材:

[1] Behzad Razavi, RF Microelectronics(射频微电子), Prentice-Hall(电子工业出版社), 2012.

参考资料:

[1] Behzad Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits(模拟CMOS集成电路设计), MC Graw Hill(清华大学出版社), 2005.

[2] T. Lee, The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits, 2nd Edition, Cambridge University Press, 2004.

开课信息
1次开课
开课范围 面向校内 spoc
本次课程
已结束
开课:2020年03月01日 00:00:00
结束:2020年05月15日 00:00:00
课程信息
课程时长: 40学时
课程负载:
内容类型: 视频,文档
课程分类: 工程技术
任课教师
姓名相片职称
游飞
何松柏
吴涛
选课学生
学期学期类别选课人数
第一次开课 面向校内 103
信息中心

成都市高新区(西区)西源大道2006号

沙河校区:成都市建设北路二段四号

028-61831184

info.uestc.edu.cn

教育技术部

成都市高新区(西区)西源大道2006号

沙河校区:成都市建设北路二段四号

028-61831186

info.uestc.edu.cn