基于65 nm CMOS工艺的Ka波段低功耗移相器OA

针对相控阵天线对低功耗与高精度相位控制的应用需求,设计了一款6位Ka波段有源矢量合成移相器(AVMPS)。该移相器矢量合成模块由共源(CS)结构的可变增益放大器(VGA)单元构成,其输入输出阻抗在增益控制过程中保持恒定,从而实现高精度的相位控制。信号合成部分采用电流合成方式,这能够有效减小芯片面积。正交耦合器基于集总LC等效模型,实现了紧凑的尺寸并获得高精度正交信号。此外,为了在低功耗下提高增益,基于变压器的电流复用技术设计了一级差分缓冲放大器。采用65 nm CMOS工艺对电路进行了验证,该移相器仅消耗5.1 mW的直流功率,面积为0.32 mm^(2)。实测结果表明,所提出的移相器在27~32 GHz范围内,增益波动的均方根误差为0.2~0.3 dB,相位均方根误差优于2.3°。该移相器在低功耗下实现了较高的移相精度,并改善了寄生调幅。