Design of high isolation frequency mixer

in CMOS 0.18 µm technology suitable

for low power radio frequency applications

 

Conception d’un mélangeur de fréquence en technologie CMOS 0,18 µm, faible puissance et bonne isolation,

dédié à des applications Radio Fréquences

 

K. Faitah*, A. El Oualkadi, A. Ait Ouahman

Laboratoire de Microinformatique, Systèmes Embarqués et Systèmes sur Puces

Université Cadi Ayyad Ecole Nationale des Sciences Appliquées.

Avenue Abdelkrim El Khattabi BP : 575 Marrakech Maroc.

* Corresponding author. E-mail: faitah@ensa.ac.ma

 Received: 16 July 2008; revised version accepted: 10 October 2008

 

Abstract

     In this paper we will present the design of Single Balanced Mixer, operating at a frequency RF of     1.9 GHz, implemented in 0.18 µm CMOS technology at supply voltage of 1.8 V. We will calculate the values components of this circuit and in particular the size of CMOS used to achieve a better isolation while keeping a good gain of the proposed architecture with a low power consumption.The obtained results show a conversion gain equal to 7 dB and low power consumption equal to 3.86 mW at 1.8.V voltage supply. The single side band noise figure performance can be acceptable roughly equal to 8.dB. These results show a good potential of this CMOS mixer and justify its use for low-power wireless communications.

 

Keywords : Analog design; RF mixer; conversion gain; wireless communications; CMOS technology.

 

Résumé

     L’évolution technologique de la nouvelle génération des systèmes de communications sans fil est actuellement en pleine mutation, elle se caractérise par la forte demande de solutions de plus en plus intégrées à faible consommation et à bas coût. C’est dans cette perspective que s’inscrit le travail de ce présent article dont l’objectif terminal est l’analyse et la conception d’un mélangeur RF en technologie CMOS 0,18 µm dédié pour des applications à 1,9 GHz. Ce travail consiste donc à aboutir à partir de cette technologie, des circuits opérationnels pour les systèmes Radio Fréquences et a permis en l’occurrence d’obtenir des résultats révélant une bonne potentialité de la technologie CMOS en matière de mélangeur RF. Ainsi le mélangeur exhibe une valeur de gain de conversion de 7 dB, une consommation de 3,8 mW et un facteur de bruit de l’ordre de 8 dB. Ces résultats obtenus, comparés avec ceux obtenus par d’autres méthodes, justifient la fiabilité de la proposition pour les applications HF.

 

Mots clés : Mélangeur RF; gain de conversion; technologie CMOS; point de compression; point d’interception.

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