关於3-bit切换电容式振荡器之测试元件.doc

關於3-bit切換電容式振盪器之測試元件Test Key for 3-bit Switching Tuning VCOIC 編號：S35-91A-08t 指導教授：高曜煌 交通大學電信研究所教授E-mail：.tw設計者：吳丕安 碩士班研究生 E-mail：.tw 電話：03-5712121-54583 傳真：03-5710116 1一、 中文摘要(及關鍵字)量測.35 Varactor與平行板電容值關鍵字: Varactor, 電容AbstractKeyword: varactor, capacitance二、計劃緣由與目的曾於S35-90E梯次下線有關3-bit switching tuning VCO, 因為.35 製程並無RF spice model, 所以必須自行製作test key.量測時可利用NDL設備.三、研究方法Varactor: nmos: 0.35x5x40(um)-no.1 ,0.35x5x80(um) -no.2電容: 0.2p66.8umx66.8um no.3, 0.4p 99.4umx99.4um no.4, 0.8p 143.3umx143.3um no.53-bit switch: 0.2p+nmos no6, 0.4p+nmosno.7 , 0. 8p+nmosno.8Open pad: p1 , p2TSMC .35um MOS 分析: (1) MOS switch 等效示意圖,如圖一:(2) MOS size決定因素有二:一是串上固定平面電容後Q值,二是串上固定平面電容後的等效電容值. 依據我們的分析,在1.6GHz2GHz與平面電容值在0.1pF1pF之間時, MOS size的選擇,Length越短越好, Width 的長短必須在Q值和off時等效電容值之間做取捨.(3) 若以0.1pF的平面電容串上適當size的NMOS為例,模擬結果 可得switch on: 等效電容值99.99f F , Q=32.69 ; switch off : 等效電容值24.14f F(4) 上述分析是以TSMC .35 model與假設理想的平面電容來做模擬,因此後續工作有二:一. 製作上述元件test key, 利用Probe station和Network analyzer量測,計算實際等效電容值與Q值四、測試 利用NDL提供的20GHz的高頻on-wafer S參數量測系統，再用ADS做模型參數萃取。 目前已量測與萃取有關open pad和平行板電容部份。平行板電容等效模型如圖二。 量測與萃取結果: 圖三、四、五與表一五.討論由NO35的量測可發現電容值與預期的大20%25%。六.參考文獻1 蕭兆志, “0.35微米金氧半場效電晶體高頻大訊號模型之建立” , 中央大學電機工程系 固態與微波實驗室.tw/yjchan/圖一 MOS switch 等效示意圖圖二 平行板電容模型 圖三 NO3圖四 NO4圖五 NO5表一3佈局平面圖* Chip Features CAD Tools * CKT name : 關於3-bit 切換電容式振盪器之測試元件(設計名稱) HSPICETechnology : 0.35um Silicide 1P4M (使用製程) OPUSPackage : 無 (包裝種類)Chip Size : 2.4 * 2 mm2 (晶片面積；mm2)Transistor/Gate Count : 5 (電晶體/邏輯閘數)Power Dissipation : mW (功率消耗；mW)Max. Frequency : 6G