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微电子技术、计算控制技术和无线通信技术的协调发展,推动了无线传感器网络的快速发展。无线传感器网络技术是有广泛用途的新兴技术,随着射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术的发展,为无线传感器能量供给问题提供了一种新的方法,即利用周围的环境中的超高频电磁波获取能量进行工作。全集成的无线传感器网络节点射频前端的研究和设计工作成为近年国内外一个重要的研究课题;它的性能和所用工艺直接影响到整个系统的应用范围和成本。因此研究和提高射频前端电路的性能也就有着非常关键和重要的意义。 通过对参考文献的查阅和研究,在前人设计的射频前端基础上,设计了一个基于0.13μ mCMOS工艺的无线传感器网络节点超高频射频前端芯片。该射频前端芯片将作为一个整体模块,用于无线传感器网络系统。在设计的过程中,为了输入功率最小化,对每一个可能引起额外功率损耗的模块都进行了电路结构改进和精确的仿真,最终保证射频前端芯片的低功耗特性。 本论文主要内容包括:无线传感器网络节点射频前端的系统结构规划,单元部件实现,芯片版图设计,MPW流片及测试分析。具体工作及创新点概述如下: 1.利用极低阈值NMOS管设计了MOS AC/DC电荷泵电路,消除了传统肖特基二极管型电荷泵的制备工艺不通用性以及产品批次不稳定性,并提高了电荷泵电路转换效率; 2.采用零功耗型启动电路设计了低电压低功耗自偏置基准电压源,并结合低功耗稳压器实现了AC/DC电荷泵的输入无关性; 3.基于0.13μ m CMOS工艺对电路进行全定制版图设计和流片,电路测试结果证实性能已达到预期目标。