SOI and Bulk CMOS Modeling Aspects in Radio Frequency Low Noise Amplifier Design
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2004
Department
Major/Subject
Piiritekniikka
Mcode
S-87
Degree programme
Language
en
Pages
49
Series
Abstract
This thesis explores the suitability of silicon-on-insulator (SOl) CMOS technology for low-power RF IC design. Modeling aspects are considered from the designer’s point of view and a comparison between SOl CMOS and bulk CMOS technologies is done in both theoretical and practical levels. A 2 GHz low noise amplifier (LNA) is presented as a study case and silicon-on-sapphire (SOS) technology is used as a SOl reference. The studies showed the benefits of SOS. Lower power consumption is attained by the use lower operation voltage, easier HF model compared to the bulk CMOS case, no back-gate-bias effect, no substrate coupling, more accurate inductor models and higher Q-values. Also the floating body effect (FBE) is negligible in the UTSi FD SOS process used in this study. The thing that support the use of the bulk CMOS process is the easier availability of the bulk wafers which makes the bulk CMOS process less expensive.Työssä tutkitaan SOl CMOS -teknologian sopivuutta pienitehoisten, radiotaajuisten integroitujen piirien toteuttamiseen. Työssä perehdytään MOSFETien mallintamiseen ja verrataan SOl CMOS -teknologiaa perinteiseen bulk CMOS -teknologiaan sekä teorian että käytännön tasolla. Suunnitteluesimerkkinä toteutetaan 2 GHz:n LNA-piiri, ja SOl-teknologiareferenssinä käytetään sefiiripohjaista SOS-teknologiaa. Työssä tulee esille SOS-teknologian edut. Pienempi tehonkulutus saavutetaan pienemmillä käyttöjännitteillä, SOS:n yksinkertaisempi HF-malli, ei back-gate-bias efektiä, ei substraattikytkeytymistä, tarkemmat kelamallit ja korkeammat Q-arvot. FBE-efekti on mitätön työssä käytetyn UTSi FD SOS -teknologian tapauksessa. Bulk CMOS -teknologian käyttöä tukee kiekkojen helpompi saatavuus, mikä tekee bulk-teknologiasta edullisemman.Description
Supervisor
Halonen, KariThesis advisor
Saijets, JanKeywords
SOI, SOI, SOS, SOS, bulk, bulk, CMOS, CMOS, modeling, mallinnus, LNA, LNA, low noise amplifier, vähäkohinainen vahvistin, RF, RF, radio frequency, radiotaajuus