無源UHF RFID標(biāo)簽芯片射頻-模擬前端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).pdf

1、無源超高頻射頻識(shí)別(UHF RFID)技術(shù)具有準(zhǔn)確性高、存儲(chǔ)量大、抗惡劣環(huán)境、安全性高的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、防偽等領(lǐng)域中，并將成為未來信息社會(huì)建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。本文對(duì)無源UHF RFID標(biāo)簽芯片射頻/模擬前端從芯片的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、高效率的倍壓整流電路、低功耗模擬前端電路設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)流程等方面對(duì)RFID芯片的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，并針對(duì)測試結(jié)果對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。
　　 本文針對(duì)芯片設(shè)計(jì)難點(diǎn)給出相應(yīng)的解決方案。對(duì)低

2、功耗設(shè)計(jì)思路，從電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和具體電路設(shè)計(jì)兩方面給出了解決方案，模擬前端功耗仿真結(jié)果和測試結(jié)果分別為10.873μW和16μW，達(dá)到了低功耗要求；針對(duì)高效率倍壓整流電路的研究，本文提出了三種設(shè)計(jì)方案。一種方案是基于Chartered0.35μm工藝，將肖特基二極管整流器與低閾值偏置電路相結(jié)合，提高了電路的靈敏度和能量轉(zhuǎn)換效率。在負(fù)載為200K/Ω，輸入功率為-15dBm時(shí)，輸出電壓達(dá)1.47V，其最低輸入電壓為275mV，最高能量轉(zhuǎn)換效

3、率為26.2％。同時(shí)結(jié)合測試結(jié)果，在TSMC0.18μm1P4M RFMixsignal工藝對(duì)此電路進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的肖特基倍壓整理電路的最高整流效率達(dá)到了29％。同時(shí)提出了另外兩種基于本征管的倍壓整流電路和自偏置倍壓整流電路。對(duì)基于本征MOS的倍壓整流電路，在輸入-12.8dB，負(fù)載為100KΩ時(shí)，輸出電壓達(dá)1.642V，此時(shí)倍壓整流效率為51.2％；對(duì)自偏置倍壓整流電路，在輸入-15dB，負(fù)載為100KΩ時(shí)，輸出電壓達(dá)1.42

4、3V，此時(shí)倍壓整流效率為60.35％；對(duì)于模擬前端其它低壓低功耗電路的設(shè)計(jì)，包括參考電流源、穩(wěn)壓器、大動(dòng)態(tài)范圍的解調(diào)器電路和調(diào)制反射電路等，本文對(duì)電路的原理進(jìn)行了分析并給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果和版圖，并流片驗(yàn)證。
　　 在芯片測試方面，本文詳細(xì)介了紹芯片的測試數(shù)據(jù)，并對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行了分析。在測試結(jié)果分析的基礎(chǔ)上，在TSMC0.18μm1P4M RF Mixsignal工藝下對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，給出了改進(jìn)電路原理圖和仿真結(jié)果，并設(shè)計(jì)