富士通实验室有限公司近日宣布推出毫米波段功率放大器（PA），采用标准90纳米CMOS制程技术。针对毫米波的应用，富士通实验室开发了一种标准的CMOS建模技术和设计技术，以尽量减少高频率的信号损失，从而研制出世界上第一个基于CMOS功率放大器，可运行于77 GHz。这项技术实现了包括一个PA的CMOS射频（ CMOS 射频）前端电路，这样使基频电路一体化[ 1 ]于单个芯片中，可用于毫米波汽车雷达系统。

　　这一技术将在国际固态电路会议（ISSCC） 展示，该会于2008年2月3日至7日将在旧金山举行。

　　毫米波的高分辨率和准确性，可理想地用于测量两点之间的距离，以及高容量的数据传输。因此，毫米波开始被应用于汽车雷达系统和无线传输系统中。通常情况下，化合物半导体已用于该类系统中的射频前端电路[ 2 ]，以实现高频率信号的高增益和输出。另一方面，对于CMOS技术，它的特点是高水平的集成和高功能性，在运行速度方面已取得了进展—-皆归因于正在进行的小型化技术—-目前可以用毫米波集成电路代替原先的化合物半导体实现运行。

　　由于发生显着的信号损失，实际应用在毫米波电路中的标准CMOS技术一直存在问题。为了提高放大器的增益，在电路图处理上有许多不明显的方法，如寄生电容[ 3 ]，需要被准确地反射。此外，在一个匹配电路[ 4 ]上的信号损失需要加以抑制，才能提高放大器的性能。

　　富士通实验室开发了以下两项技术，使人们可在毫米波放大器中使用标准CMOS技术。

　　1. 建模技术使晶体管和无源器件运行于毫米波段

　　富士通实验室建立了一个晶体管模型，在毫米波段体现运行特性，并开发了参数提取技术。研究人员同时优化和开发了输电线路、电容，以及其他无源元件的结构，以最大限度地减少阻抗损失。

　　2. 匹配电路设计

　　为保持电路紧凑，富士通实验室研制出" short stub" [ 5 ]匹配电路并与供电电路集成，更进一步减少信号的损失。这种方法减少了匹配电路在芯片上所需的空间，只有原来十分之一的水平，也使信号损失降低到0.4分贝（0.4 dB）。

　　成果

　　结合这两项技术诞生了世界上第一个用于77GHz的功率放大器PA，实现8.5分贝增益和6.3分贝毫瓦（ 6.3dbm ）饱和输出功率。此外，另一个独立的运行于60GHz的功率放大器PA也被开发出来，并取得8.3分贝的增益和10.6 dBm的饱和输出功率。

　　富士通实验室的新技术，使人们可以在77GHz频率的汽车雷达中使用廉价的标准CMOS技术。这些研究还可以用于60GHz频率中，扩大无线通讯系统的传输范围。

　　此外，通过在一个芯片上结合基频电路与射频前端电路，毫米波段收发器芯片—-以前的生产相当昂贵--现在可做得相当小巧。因此，可以预计未来，毫米波段技术将在汽车雷达系统和无线通信系统中被广泛应用。