指導教授：盧信嘉臺灣大學：電子工程學研究所陳柏煒Chen, Po-WeiPo-WeiChen2014-11-302018-07-102014-11-302018-07-102014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/263895本論文以TSMC 0.18μm CMOS製程來實現左右手傳輸線(composite right/left-handed transmission line)，並應用bond wire技術結合主被動電路，藉此實現3-7.6GHz的 90o功率分配器(quadrature power splitter)。 本電路中採用人造左手傳輸線理論(LH)用以製造正相位，並以右手傳輸線 (RH)製造負相位，以此來實現90o功率分配器。又因傳統螺旋式電感占用面積與電感值成正比，寄生電阻與面積亦成正比，且品質因子(Q factor)偏小，因此本電路採用體積較小之主動電感來取代傳統的螺旋式電感，藉此微小化電路尺寸並產生較高的品質因子(Q factor)。又因主動電感可微調之特性，可用以修正電路中之非理想性偏移，使電路更符合實際的設計。本論文之目的在於研製一個較小體積之左右手傳輸線並應用於90o功率分配器。晶片電路大小約為250μm x480μm，功率損耗約為4.69mW，頻段內 皆小於-10dB，頻段內輸出振幅不平衡約為0.5dB。This thesis presents the implementation of a 3-7.6 GHz broadband quadrature power splitter (QPS) by combining both active and passive processes. The active process used is TSMC 0.18μm CMOS and the passive process used is FR4 printed circuit board (PCB). We use bond wire interconnects to combine the T18 chip and the PCB. This QPS uses CRLH transmission line theory for creating the positive phase and RH transmission line to create negative phase. Since conventional on chip spiral inductors has inductance values proportional to the area occupied and its parasitic resistance is proportional to its area, the quality factor (Q factor) is too low. This thesis uses an active inductor to replace the traditional passive spiral inductors to miniaturize the circuit area and obtain higher Q factor. Chip size is 250μm x480μm, power consumption is about 4.69mW, is less than -10dB, and the output amplitude imbalance is about 0.5dB at 3~7.6GHz.第一章 簡介 1 1.1 動機 1 1.2 文獻回顧 2 1.2.1 人造左右手傳輸線 2 1.2.2 主動電感 3 1.3 各章節簡介 4 第二章 主動電感理論 6 2.1 傳統式電感介紹 6 2.1.1 RF電感的基本概念 6 2.1.2 RF電感的品質因子 8 2.1.3 特殊架構之高效能電感設計 9 2.2 主動電感原理 11 2.2.1 無損單端gyrator-C主動電感 11 2.2.2 有損單端gyrator-C主動電感 13 2.2.3 基本電晶體實現之gyrator-C主動電感 14 2.3 串疊式主動電感原理 16 2.4 負回授電阻R之串疊式主動電感 18 2.5 雜訊模型 19 第三章 左右手傳輸線理論與傳統QPS介紹 22 3.1 簡介 22 3.2 右手傳輸線模型[16] 22 3.3 左右手傳輸線 25 3.3.1 純左手傳輸線模型[18] 25 3.3.2 左右手傳輸線模型[18] 28 3.4 寬頻90o功率分配器 31 3.4.1 寬頻90o功率分配器理論分析 31 3.4.2 寬頻90o功率分配器實例 35 第四章 以主動電感實現之微型化左右手傳輸線及在90o功率分配器之應用 40 4.1 寬頻90o功率分配器設計流程 40 4.1.1 威金森功率分配器設計 40 4.1.2 右手與人造左右手傳輸線設計 42 4.2 以主動電感實現之微型化左右手傳輸線 45 4.3 晶片部份模擬結果 47 4.4 完整的寬頻90o功率分配器模擬結果 49 第五章 使用主動電感之90o功率分配器的量測結果與討論 51 5.1 量測方法與步驟 51 5.2 人造左右手傳輸線晶片量測 52 5.3 QPS量測結果與討論 54 第六章 結論 59 參考文獻 613180464 bytesapplication/pdf論文公開時間：2014/03/09論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)主動電感人造左右手傳輸線90o功率分離器thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/263895/1/ntu-103-R98943122-1.pdf