RF building blocks for ULP IoT: ULV for ULP analog/RF IC design in FD-SOI CMOS with operation at VDD/3

Negli ultimi anni, la rapida proliferazione dell’Internet delle Cose (IoT) ha rivoluzionato la vita quotidiana così come molte industrie, consentendo una connessione tra dispositivi e favorendo livelli senza precedenti di automazione e scambio di dati. Entro il 2030, si prevede che più di 20 miliardi di dispositivi IoT saranno operativi. Questo aumento richiede la ricerca di soluzioni per ridurre il consumo energetico di questi dispositivi. In questa prospettiva, pro- gettare dispositivi a ultra bassa potenza (ULP) è diventato una necessità. In questo lavoro, è stato progettato un amplificatore a basso rumore con feedback resistivo a banda stretta (RF-LNA) operante a una frequenza di 2.4 GHz, con l’obiettivo di funzionare a una bassa tensione di alimentazione (VDD), specificamente a una VDD approssimativamente uguale alla tensione di soglia del transistor nella tecnologia 28nm CMOS FD-SOI. Il processo di progettazione impiega un modello compatto continuo del transistor, chiamato modello ACM, e utilizza l’efficienza del transistor 𝑔𝑚/𝐼𝐷 , insieme ad un approccio a livello di sistema, per valutare la fattibilità del progetto inizialmente. Il LNA risultante soddisfa tutte le specifiche per applicazioni Bluetooth/WIFI, raggiungendo un guadagno di 16.25 dB, un fattore di ru- more basso inferiore a 3 dB e un consumo energetico di 0.53 mW. Questo lavoro dimostra che è possibile progettare un LNA con una tensione di alimentazione vicina alla tensione di soglia del transistor con specifiche accettabili.