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A reconfigurable low-voltage and low-power millimeter-wave dual-band mixer in 65-nm CMOS

Fang Zhu, Kuangda Wang et Ke Wu

Article de revue (2019)

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Abstract

In this paper, we propose, investigate, and demonstrate a reconfigurable low-voltage and low-power millimeter-wave mixer in a 65-nm CMOS, which can be switched as either a subharmonic mixer (SHM) or a fundamental mixer (FM) for the dual-band applications. Based on a modified Gilbert mixer topology, the proposed CMOS mixer can operate at a low supply voltage and low local oscillator (LO) pumping power while providing good performance in both SHM and FM modes. To the best of our knowledge, this is the first reported Gilbert SHM based on the stacked switching quads in a low-voltage CMOS technology. Under 1-V supply voltage and -3-dBm LO pumping power, the measured conversion gain (CG) of the proposed CMOS mixer is -4.8 ± 1.5 dB from 34 to 56 GHz and -0.1 ± 1.5 dB from 17 to 43 GHz in the SHM and FM modes, respectively. The measured double-sideband (DSB) noise figure (NF) is 18.5-20 dB from 37 to 49 GHz and 12.4-14 dB from 17 to 35 GHz in the SHM and FM modes, respectively. The measured input third-order intercept point (IIP3) is 2.9 and 3.4 dBm, respectively, for the SHM and FM modes at the LO frequency of 22 GHz. In addition, the total dc power consumption of the proposed mixer including output buffers is 7 mW in both the operation modes.

Mots clés

CMOS, dual-band mixer, fundamental mixer (FM), Gilbert mixer, low-power, low-voltage, millimeter-wave (mmW), reconfigurable, subharmonic mixer (SHM)

Sujet(s): 2500 Génie électrique et électronique > 2500 Génie électrique et électronique
2500 Génie électrique et électronique > 2525 Systèmes de télécommunications sans fil
Département: Département de génie électrique
Centre de recherche: POLY-GRAMES - Centre de recherche avancée en micro-ondes et en électronique spatiale
Organismes subventionnaires: Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC), NSERC Strategic Grant
URL de PolyPublie: https://publications.polymtl.ca/5195/
Titre de la revue: IEEE Access (vol. 7)
Maison d'édition: IEEE
DOI: 10.1109/access.2019.2903580
URL officielle: https://doi.org/10.1109/access.2019.2903580
Date du dépôt: 01 mars 2023 13:26
Dernière modification: 10 avr. 2024 03:18
Citer en APA 7: Zhu, F., Wang, K., & Wu, K. (2019). A reconfigurable low-voltage and low-power millimeter-wave dual-band mixer in 65-nm CMOS. IEEE Access, 7, 33359-33368. https://doi.org/10.1109/access.2019.2903580

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