第
27
卷
增刊
2006
年
12
月
半
导
体
学
报
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犛犈犕犐犆犗犖犇犝犆犜犗犚犛
犞狅犾.27
犛狌
狆狆
犾犲犿犲狀狋
犇犲犮.
,
2006
国家重点基础研究发展规划和粤港基金资助项目
通信作者
.犈犿犪犻犾
:
狕犺狅狌.狊犺犲狀
犵
犺狌犪
@
狕狋犲.犮狅犿.犮狀
20051220
收到
2006
中国电子学会
小面积低功耗
犚犉犐犇
射频前端电路设计
周盛华
1
,
杨志超
1
吴南健
1
李美云
2
(
1
中国科学院半导体研究所,北京
100083
)
(
2
中兴集成电路设计有限公司,深圳
518057
)
摘要:提出了一个适用于
犈犘犆 犌犲狀2
协议的小面积低功耗
犚犉犐犇
射频前端电路 的 设计 方 案
.
射频 前 端电 路 包括 整
流器、
犃犛犓
解调器、
犃犛犓
和
犅犘犛犓
调制器和传感器模块,射频的工作频率为
860
~
960犕犎狕.
基于具有不挥发存储 器
和肖特基二极管选项的
035
μ
犿犆犕犗犛
工艺,设计了
犚犉犐犇
射频前端电路
.
采用开关电容电路技术实现了小面积低
功耗
犚犉犐犇
射频前端电路
.
关键词:射频识别;无源电子标签;低功耗;传感器;
犈犘犆 犌犲狀2
犈犈犃犆犆
:
1250
中图分类号:
犜犖91123
文献标识码:
犃
文章编号:
02534177
(
2006
)
犛0036104
1
引言
电子 标 签 已 广 泛 用 于 商 品 流 通、制造 业 成 品 和
零部件管理、物品和人员的跟踪等多种领域
.
其中使
用遥感探测技术的无线电子 标 签(
犚犉犐犇
)逐渐 成 为
电子标 签 的 主 流
.
目 前 应 用 最 广 的 是 工 作 频 率 为
1356犕犎狕
的
犚犉犐犇
,该 类
犚犉犐犇
的 工 作 距 离 较 短
(
<
05犿
),主要 用 于 支 付 和 门 禁
.
而 在 物 流 控 制 方
面,
犝犎犉
频段(
900犕犎狕
和
24犌犎狕
)的
犚犉犐犇
以其
较远的工作距离(
>
1犿
)和
犈犘犆
(
犲犾犲犮狋狉狅狀犻犮
狆
狉狅犱狌犮狋
犮狅犱犲
)组 织 的 推 动,将 成 为 该 方 面 的 主 流
.
同 时
犚犉犐犇
所使用的遥感探测技术还可以用于智能传感
器,是
犠犛犖
(
狑犻狉犲犾犲狊狊狊犲狀狊狅狉狀犲狋狑狅狉犽
)的 重 要 组 成
部分
.
这个项目提出了一个适用于
犈犘犆犌犲狀2
协议的
小面积低功耗
犚犉犐犇
射频 前 端电路 的 设计方 案
.
本
文基于具有 不 挥 发 存 储 器 和 肖 特 基 二 极 管 选 项 的
035
μ
犿 犆犕犗犛
工艺,设计了
犚犉犐犇
射频前端电路
.
射频前 端 电 路 包 括 整 流 器、
犃犛犓
解 调 器、
犃犛犓
和
犅犘犛犓
调制器和 传感 器模 块
.
采 用 开 关 电 容 电 路 技
术实现了小面积低 功耗
犚犉犐犇
射频 前 端电路
.
在以
下几节分别给出了
犚犉犐犇
射频 前 端的框 架,各个 主
要模块的电路结构,小面积低功耗的电路设计方法,
版图设计和结果
.
2
总体结构
图
1
给 出 了
犚犉犐犇
射 频 前 端 结 构 图
.
整 个
犚犉犐犇
的射频前 端 包 括:整 流、调 制、解 调、振 荡 器、
传感器和电源管理 等 模块
.
整流 模 块把读 卡 器发送
出 来 的 射 频 能 量 转 换 为 直 流 电 源 能 量,为 整 个
犚犉犐犇
芯片供电
.
读卡器以
犃犛犓
的方式把数据发送
图
1
犚犉犐犇
射频前端结构图
犉犻
犵
.1
犃狉犮犺犻狋犲犮狋狌狉犲狅犳犚犉犐犇犳狉狅狀狋犲狀犱
给标签芯片,解调模块 通 过包络 解 调的方 式 还原出
数据,并把数据整形后传送给数字部分
.
调制单元通
过改变和天线连接端口的阻抗来实现对反射波的调
制
,从而把数据返回给读卡器
.
电源管理模块为其他
模块提供稳定的工作电压、上电复位信号、偏置电流
和电压保护等
.
振荡器为数字部分提供时钟
.
传感器
模块可以包括温度、磁场、速度加速度和生物等传感
器,可实现无线环境监控和无线测量
.