研究課題/領域番号 |
19K21081
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補助金の研究課題番号 |
18H05909 (2018)
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研究種目 |
研究活動スタート支援
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配分区分 | 基金 (2019) 補助金 (2018) |
審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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研究機関 | 東京理科大学 |
研究代表者 |
高野 恭弥 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 助教 (10822801)
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研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 2021-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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キーワード | 60GHz帯 / トランシーバ / 0.18μm CMOS / デバイスモデリング / ミリ波 / 最大発振周波数 / 集積回路 / 高速通信 / 60GHz帯トランシーバ / 0.18um CMOS / ミリ波デバイスモデリング / 最大発振周波数の向上 / CMOS / 無線トランシーバ / ミリ波回路設計 |
研究開始時の研究の概要 |
これまで、ミリ波帯無線トランシーバは最大発振周波数(fmax)の高い化合物半導体や先端CMOSプロセスを用いて実現されてきた。しかし、それらのプロセスはコストが高く、モノのインターネット(IoT)のように様々なモノに安価にトランシーバを搭載する必要のあるようなものにはミリ波帯トランシーバは不向きであった。そこで、本研究では、安価に高速無線通信を実現するために、fmaxが回路の動作周波数のおよそ半分以下である低コストCMOSプロセスを用いてミリ波帯無線トランシーバを実現し、Gbit/s級の通信速度を実現することを目的とする。
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研究成果の概要 |
レガシープロセスである0.18 μm CMOSプロセスを用いて、ファウンドリから提供されたnMOSFETの最大発振周波数(fmax)のおよそ2倍の周波数である60 GHz帯で動作する無線トランシーバの実現を目指した。fmaxが2倍以上向上するnMOSFET構造を提案し、また、容量中和技術を用いてミキサの性能を改善する手法を提案することによって、アップコンバージョンミキサを用いた通信実験では4 Gbit/sの通信速度を実現した。これにより、Gbit/s級の通信速度を持つ60 GHz帯無線トランシーバを実現できる可能性が示された。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、nMOSFETの最大発振周波数(fmax)が低いプロセスでも、提案したデバイス構造や、提案した回路性能向上技術を用いることにより、通常のfmax以上の周波数で回路を実現できることが示された。これにより、安価にミリ波帯無線トランシーバを実現することが可能になることから、モノのインターネット(IoT)でのミリ波帯の利用が加速するものと期待される。また、本研究で得られた知見は、先端プロセスでテラヘルツ波帯の無線トランシーバを実現することにも利用可能である。
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