Studio di fattibilità per amplificatore in banda W realizzato in 55 nm CMOS

With the development of human–computer interaction(s) (HCI), gesture sensing technology has emerged as a transformative element in the automotive industry, redefining the way drivers and passengers interact with in-vehicle systems. Unlike traditional interfaces, gesture sensing allows users to control various functions simply through intuitive hand movements, minimizing distractions and enhancing safety. This thesis explores the design of a W-band (75-110 GHz) Power Amplifier tailored for gesture sensing applications. An initial circuit topology investigation highlights the superior efficiency and linearity performances of common-gate over common-source amplifiers output stages. Subsequently, the design of a common-gate based power amplifier is proposed featuring a coupled-line feedforward technique for gain enhancement. Simulation results demonstrates 10 dBm of OP1dB with 13 dBm Psat over a 44 GHz bandwidth. Amplifier gain is 15.6 dB with a peak power added efficiency of 26.75 %.

Con lo sviluppo dell'interazione tra uomo e computer, la tecnologia per la rilevazione della gestualita è emersa come un elemento innovativo nell'industria dell'automotive, ridefinendo il modo in cui autista e passeggeri interagiscono con i sistemi del veicolo. A differenza delle interfacce tradizionali, la rilevazione dei gesti permette all'utente di svolgere varie operazioni attraverso semplici movimenti della mano, minimizzando le distrazioni e aumentando la sicurezza. Questa tesi presenta il design di un amplificatore di potenza operante in banda W (75-110GHz), sviluppato per applicazioni di rilevazione dei gesti. L'analisi iniziale della topologia del circuito evidenzia efficienza più alta e migliori prestazioni di linearità per un amplificatore Common Gate rispetto a un Common Source. Quindi, il design di un amplificatore di potenza basato sul Common Gate viene proposto, sfruttando la tecnica del feed-forward con linee accoppiate per massimizzare il guadagno. I risultati delle simulazioni mostrano OP1dB di 10dBm con Psat di 13 dBm su una banda di 44GHz. Il guadagno dell'amplificatore è 15.6dB con il picco di PAE pari a 26.75%.