RF CMOS

RF CMOS

RF CMOS는 Metal-Oxide-Semiconductor(MOS; 금속산화물-반도체) Integrated Circuit(IC; 집적회로) 테크놀로지이며 혼합신호 CMOS(보완적 MOS; RF회로칩)[1][2]에 무선주파수(RF), 아날로그 및 디지털 전자장치를 집적합니다.휴대 전화, 블루투스, 와이파이, GPS 수신기, 방송, 차량 통신 시스템, 무선 송수신기와 같은 현대 무선 통신에 널리 사용됩니다.RF CMOS 기술은 1980년대 후반에서 1990년대 초 UCLA의 파키스탄 엔지니어 Asad Ali Abidi에 의해 개척되었으며, 무선 통신에 디지털 신호 처리의 도입으로 무선 혁명을 불러왔습니다.RF CMOS 디바이스의 개발과 설계는 1960년대 [3][4]초에 발행되어 1990년대까지 거의 잊혀진 반 데르 지엘의 FET RF 노이즈 모델에 의해 가능했습니다.[5][6]

역사

Asad Ali Abidi는 1980년대 후반에서 1990년대 초반에 UCLA에서 RF CMOS 기술을 개발했습니다.

파키스탄 엔지니어 Asad Ali Abidi는 1980~1990년대 벨 연구소와 UCLA에서 일하는 동안 금속 산화물 반도체(MOS) 기술의 전파 연구를 선도했으며 보완 MOS([7]CMOS) 스위치드 캐패시터(SC) 기술을 기반으로 무선 아키텍처에 중요한 기여를 했습니다.1980년대 초 벨에서 근무하면서 서브미크론 MOSFET(MOS 전계효과 트랜지스터) VLSI(초대형 집적회로) 기술 개발에 힘써 고속통신회로에서 서브미크론 NMOS 집적회로(IC) 기술의 가능성을 보여줬다.Abidi의 연구는 처음에는 GaAs와 당시 고속 통신 회로의 지배적인 기술이었던 양극 접합 트랜지스터의 지지자들로부터 회의적인 시선을 받았다.1985년 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스(UCLA)에 입사하여 1980년대 후반부터 1990년대 초반까지 RF CMOS 기술을 개척했습니다.그의 연구는 RF 회로의 설계 방식을 이산 바이폴라 트랜지스터에서 벗어나 CMOS 집적회로 [8]쪽으로 변화시켰습니다.

Abidi는 1980년대 후반부터 1990년대 [8]초반까지 UCLA에서 신호 처리 및 통신용 아날로그 CMOS 회로를 연구했습니다.Abidi는 [9][10]UCLA의 동료인 J. Chang 및 Michael Gaitan과 함께 1993년에 최초의 RF CMOS 앰프를 시연했습니다.1995년 Abidi는 CMOS 스위치드 캐패시터 기술을 사용하여 디지털 [7]통신용 최초의 직접 변환 트랜시버를 시연했습니다.1990년대 후반, 휴대전화가 널리 [8]사용되기 시작하면서 무선 네트워킹에 RF CMOS 기술이 널리 채택되었습니다.이에 따라 RF회로의 설계 방식이 바뀌어 무선 [8]트랜시버의 CMOS 집적회로로 이산 바이폴라 트랜지스터를 대체하게 되었습니다.

20세기 말 통신 산업은 주로 무선 통신에 디지털 신호 처리의 도입과 저비용의 매우 대규모 통합(VLSI) RF CMOS 기술의 [11]발달로 인해 빠르게 성장했습니다.그 결과, 고도의 저비용 휴대형 최종 사용자 단말기가 가능해져, 다양한 무선 통신 시스템의 소형, 저비용, 저전력, 휴대형 유닛이 탄생했습니다.이것에 의해, 「언제 어디서나」의 커뮤니케이션이 가능하게 되어, 무선 혁명이 일어나, 무선 [12]산업의 비약적인 성장이 가능하게 되었습니다.

2000년대 초반에는 100GHz 이상의 주파수 범위를 지원하는 깊은 서브미크론 MOSFET를 가진 RF CMOS 칩이 시연되었습니다.[13]2008년 현재 모든 무선 네트워크 디바이스와 최신 휴대전화의 무선 트랜시버는 RF CMOS 디바이스로 [8]대량 생산되고 있습니다.

적용들

모든 최신 무선 네트워킹디바이스와 휴대전화의[14][15] 베이스밴드프로세서와 무선 트랜시버는 RF [8]CMOS 디바이스를 사용하여 대량 생산됩니다.RF CMOS 회로는 위성 기술(GPS 및 GPS 수신기 포함), 블루투스, Wi-Fi, 근거리 통신(NFC), 모바일 네트워크(3G 및 4G 등), 지상파 방송 및 자동차 레이더 애플리케이션 등 다양한 애플리케이션에서 [16]무선 신호를 송수신하는 데 널리 사용됩니다.

시판되는 RF CMOS 칩의 예로는 인텔의 DECT 무선 전화기와 Atheros 및 기타 [17]회사가 개발한802.11(Wi-Fi) 칩이 있습니다.시판되는 RF CMOS 제품은 Bluetooth 및 Wireless LAN([18]WLAN; 무선 LAN) 네트워크에도 사용됩니다.RF CMOS는 GSM, Wi-Fi, Bluetooth 등의 무선 표준용 무선 트랜시버, 3G 등의 모바일네트워크용 트랜시버 및 Wireless Sensor Network(WSN;[19] 무선 센서네트워크) 내의 리모트유닛에도 사용됩니다.

RF CMOS 테크놀로지는 무선 네트워크나 모바일 통신 디바이스를 포함한 최신 무선 통신에 매우 중요합니다.RF CMOS 기술을 상용화한 기업 중 하나는 인피니온이었다.벌크 CMOS RF 스위치는 연간 10억대 이상 판매되며 2018년 [20]기준으로 누적 50억대에 달합니다.

상용용 실용적인 소프트웨어 정의 무선(SDR)은 단일 MOS IC 칩에 [21][22][23]소프트웨어 정의 무선 시스템 전체를 구현할 수 있는 RF CMOS에 의해 실현되었습니다.RF CMOS는 2000년대에 [22]SDR 실장에 사용되기 시작했습니다.

일반적인 응용 프로그램

참고 항목: LDMOS 어플리케이션, MOSFET 어플리케이션 목록 및 Power MOSFET

RF CMOS는 다음과 같은 많은 일반적인 애플리케이션에서 널리 사용됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Figure 1 Summary of SiGe BiCMOS and rf CMOS technology". ResearchGate. Retrieved 2019-12-07.
  2. ^ RF CMOS Power Amplifiers: Theory, Design and Implementation. The International Series in Engineering and Computer Science. Vol. 659. Springer Science+Business Media. 2002. doi:10.1007/b117692. ISBN 0-7923-7628-5.
  3. ^ A. van der Ziel (1962). "Thermal noise in field effect transistors". Proceedings of the IRE. 50: 1808–1812.
  4. ^ A. van der Ziel (1963). "Gate noise in field effect transistors at moderately high frequencies". Proceedings of the IEEE. 51: 461–467.
  5. ^ A. van der Ziel (1986). Noise in Solid State Devices and Circuits. Wiley-Interscience.
  6. ^ T.M. Lee (2007). "The history and future of RF CMOS: From oxymoron to mainstream" (PDF). IEEE Int. Conf. Computer Design.
  7. ^ a b Allstot, David J. (2016). "Switched Capacitor Filters" (PDF). In Maloberti, Franco; Davies, Anthony C. (eds.). A Short History of Circuits and Systems: From Green, Mobile, Pervasive Networking to Big Data Computing. IEEE Circuits and Systems Society. pp. 105–110. ISBN 9788793609860.
  8. ^ a b c d e f g h i j k l m n O'Neill, A. (2008). "Asad Abidi Recognized for Work in RF-CMOS". IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter. 13 (1): 57–58. doi:10.1109/N-SSC.2008.4785694. ISSN 1098-4232.
  9. ^ a b c d e f g h i j Abidi, Asad Ali (April 2004). "RF CMOS comes of age". IEEE Journal of Solid-State Circuits. 39 (4): 549–561. Bibcode:2004IJSSC..39..549A. doi:10.1109/JSSC.2004.825247. ISSN 1558-173X. S2CID 23186298.
  10. ^ Chang, J.; Abidi, Asad Ali; Gaitan, Michael (May 1993). "Large suspended inductors on silicon and their use in a 2- mu m CMOS RF amplifier". IEEE Electron Device Letters. 14 (5): 246–248. Bibcode:1993IEDL...14..246C. doi:10.1109/55.215182. ISSN 1558-0563. S2CID 27249864.
  11. ^ Srivastava, Viranjay M.; Singh, Ghanshyam (2013). MOSFET Technologies for Double-Pole Four-Throw Radio-Frequency Switch. Springer Science & Business Media. p. 1. ISBN 9783319011653.
  12. ^ Daneshrad, Babal; Eltawil, Ahmed M. (2002). "Integrated Circuit Technologies for Wireless Communications". Wireless Multimedia Network Technologies. The International Series in Engineering and Computer Science. Springer US. 524: 227–244. doi:10.1007/0-306-47330-5_13. ISBN 0-7923-8633-7.
  13. ^ Chen, Chih-Hung; Deen, M. Jamal (2001). "RF CMOS Noise Characterization And Modeling". International Journal of High Speed Electronics and Systems. World Scientific Publishing Company. 11 (4): 1085-1157 (1085). doi:10.1142/9789812777768_0004. ISBN 9810249055.
  14. ^ a b Chen, Wai-Kai (2018). The VLSI Handbook. CRC Press. pp. 60–2. ISBN 9781420005967.
  15. ^ a b Morgado, Alonso; Río, Rocío del; Rosa, José M. de la (2011). Nanometer CMOS Sigma-Delta Modulators for Software Defined Radio. Springer Science & Business Media. p. 1. ISBN 9781461400370.
  16. ^ a b c d e f g h i j k Veendrick, Harry J. M. (2017). Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs. Springer. p. 243. ISBN 9783319475974.
  17. ^ a b c Nathawad, L.; Zargari, M.; Samavati, H.; Mehta, S.; Kheirkhaki, A.; Chen, P.; Gong, K.; Vakili-Amini, B.; Hwang, J.; Chen, M.; Terrovitis, M.; Kaczynski, B.; Limotyrakis, S.; Mack, M.; Gan, H.; Lee, M.; Abdollahi-Alibeik, B.; Baytekin, B.; Onodera, K.; Mendis, S.; Chang, A.; Jen, S.; Su, D.; Wooley, B. "20.2: A Dual-band CMOS MIMO Radio SoC for IEEE 802.11n Wireless LAN" (PDF). IEEE Entity Web Hosting. IEEE. Retrieved 22 October 2016.
  18. ^ a b c Olstein, Katherine (Spring 2008). "Abidi Receives IEEE Pederson Award at ISSCC 2008" (PDF). SSCC: IEEE Solid-State Circuits Society News. 13 (2): 12. doi:10.1109/HICSS.1997.665459. S2CID 30558989. Archived from the original (PDF) on 2019-11-07.
  19. ^ a b c d e f Oliveira, Joao; Goes, João (2012). Parametric Analog Signal Amplification Applied to Nanoscale CMOS Technologies. Springer Science & Business Media. p. 7. ISBN 9781461416708.
  20. ^ "Infineon Hits Bulk-CMOS RF Switch Milestone". EE Times. 20 November 2018. Retrieved 26 October 2019.
  21. ^ a b c d Morgado, Alonso; Río, Rocío del; Rosa, José M. de la (2011). Nanometer CMOS Sigma-Delta Modulators for Software Defined Radio. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461400370.
  22. ^ a b c d Leenaerts, Domine (May 2010). Wide band RF CMOS circuit design techniques (PDF). IEEE Solid-State Circuits Society Distinguished Lecturers Program (SSCS DLP). NXP Semiconductors. Retrieved 10 December 2019.
  23. ^ a b c d e "Software-defined-radio Technology". NXP Semiconductors. Retrieved 11 December 2019.
  24. ^ a b c d e f g h i j "TEF810X Fully-Integrated 77 GHz Radar Transceiver". NXP Semiconductors. Retrieved 16 December 2019.
  25. ^ a b c d e f g h i j k l m n "RF CMOS". GlobalFoundries. 20 October 2016. Retrieved 7 December 2019.
  26. ^ a b c d e f g h i j k l "Radar Transceivers". NXP Semiconductors. Retrieved 16 December 2019.
  27. ^ a b c "TEF810X: 77GHz Automotive Radar Transceiver" (PDF). NXP Semiconductors. Retrieved 20 December 2019.
  28. ^ a b c d e "TEF810X: 76 GHz to 81 GHz car RADAR transceiver" (PDF). NXP Semiconductors. Retrieved 20 December 2019.
  29. ^ Kim, Woonyun (2015). "CMOS power amplifier design for cellular applications: an EDGE/GSM dual-mode quad-band PA in 0.18 μm CMOS". In Wang, Hua; Sengupta, Kaushik (eds.). RF and mm-Wave Power Generation in Silicon. Academic Press. pp. 89–90. ISBN 978-0-12-409522-9.
  30. ^ Kim, Woonyun (2015). "CMOS power amplifier design for cellular applications: an EDGE/GSM dual-mode quad-band PA in 0.18 μm CMOS". In Wang, Hua; Sengupta, Kaushik (eds.). RF and mm-Wave Power Generation in Silicon. Academic Press. pp. 89–90. ISBN 978-0-12-409522-9.