基于强耦合变压器的电流提升技术

电子科技大学电子科学与工程学院（示范性微电子学院）博士生张净植在2018年国际固态电路会议（ISSCC）上发表研究成果，提出了一种“基于强耦合变压器的电流提升技术”，初步实现了用一款芯片覆盖多个频段，让5G通信“全球通”变成了可能。

2015年，张净植的导师康凯正承担国家5G技术方面的一个重大专项，他有机会参与其中，负责频率源方面的部分研究任务。而正是这次研究，让他将目光锁定在了5G芯片上。

张净植发现，目前不同国家划分的应用于5G通信的频段各不相同。比如，中国用的是24.75GHz~27.5GHz和37GHz~42.5GHz频段，美国用的是27.5GHz~28.35GHz、37GHz~38.6GHz和38.6GHz~40GHz频段，欧洲用的是24.25GHz~27.5GHz频段，日韩则采用26.5GHz~29.5GHz。也就是说，如果5G手机的芯片不支持这么多不同频段，出国后就无法正常通信了。

相对于当前使用的4G技术，5G技术在吞吐率、时延、连接数量、能耗等方面有一个质的飞跃，就像美国运营商Sprint新任总裁和即将上任的CEO迈克尔·康贝斯在今年的摩根大通全球技术、媒体和通信会议上所说的，如今的4G网速平均只有30MB/秒，而5G提供的网速将是它的15倍。因此，学界和业界都对5G给予厚望。

张净植的研究成果，就是两方小小的“通用芯片”：大的芯片只有910微米×920微米（1微米=10-6米），小的芯片为700微米×670微米，面积都小于1平方毫米，大小相当于一根绣花针的横截面。

但这种小芯片却具有“兼容并蓄”的“宽广胸襟”，极大地提升了注入锁定倍频器的工作带宽，即“基于CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺的超宽带注入锁定倍频器”，简而言之，就是为了解决5G芯片在不同电磁频段“水土不服”的难题而专门设计的。

在与业界最先进技术的比较中，该技术在仅消耗两倍功耗的情况下，将工作带宽提升了5.2倍，同时还解决了毫米波频段中“低相位噪声信号源的大带宽设计”难题，为毫米波领域超宽带低相位噪声信号源设计提供了一个可行方案，对5G通信的高频段多频带应用有着实际意义。

左边是差分输出芯片，是核心电路的验证模块；右边是正交输出芯片，是完整的、可以用于5G系统的芯片。

原文：

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/5/412885.shtm