電機工程學系

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歷史沿革

本系成立宗旨在整合電子、電機、資訊、控制等多學門之工程技術,以培養跨領域具系統整合能力之電機電子科技人才為目標,同時配合產業界需求、支援國家重點科技發展,以「系統晶片」、「多媒體與通訊」、與「智慧型控制與機器人」等三大領域為核心發展方向,期望藉由學術創新引領產業發展,全力培養能直接投入電機電子產業之高級技術人才,厚植本國科技產業之競爭實力。

本系肇始於民國92年籌設之「應用電子科技研究所」,經一年籌劃,於民國93年8月正式成立,開始招收碩士班研究生,以培養具備理論、實務能力之高階電機電子科技人才為目標。民國96年8月「應用電子科技學系」成立,招收學士班學生,同時間,系所合一為「應用電子科技學系」。民國103年8月更名為「電機工程學系」,民國107年電機工程學系博士班成立,完備從大學部到博士班之學制規模,進一步擴展與深化本系的教學與研究能量。

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    28 GHz I/Q調變器與單邊帶混頻器設計
    (2022) 魏庚生; Wei, Geng-Sheng
    隨著第五代行動通訊技術的發展,毫米波升降頻收發機扮演著重要的角色,其中發射機需將基頻訊號升頻至毫米波頻段後,再透過相位陣列(Phased Array)天線進行無線傳輸,因此調變器與混頻器成為不可或缺的元件。近年來得益於互補式金氧半導體製程(CMOS)的進步,CMOS具有低功率消耗、低成本及高整合度的優勢,且已經可以與大部分的射頻電路整合在一塊。本論文將使用TSMC 90-nm CMOS RF製程與TSMC 65-nm CMOS RF製程,設計實現28 GHz I/Q調變器與單邊帶混頻器。第一個電路為28 GHz I/Q調變器,以I/Q調變訊號的方式饋入兩顆混頻器來消除鏡像訊號,並透過加入匹配來達成寬頻的鏡像拒斥比。量測與模擬之特性貼近。當電晶體偏壓為0.35 V,LO驅動功率為3 dBm時,頻帶為25~32 GHz,增益範圍為-9.4 ± 0.5 dB,鏡像拒斥比則有-30 dBc,整體晶片佈局面積為730 μm × 700 μm。第二個電路為28 GHz單邊帶混頻器,藉由給予兩顆混頻器正交訊號,將相位差180°的輸出訊號合成後,會達到鏡像抑制之功能。由於LO端匹配電容對於製程變異相當敏感,因此最後實現的單邊帶混頻器有頻飄的狀況。當電晶體偏壓為0.35 V,LO驅動功率為3 dBm時,頻帶為23~28 GHz,增益範圍為-22.5 ± 0.5 dB,鏡像拒斥比則有-30 dBc,整體晶片佈局面積為755 μm × 730 μm。
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    V頻帶功率放大器與I/Q調變器設計
    (2013) 鍾懿威; Yi-Wei Chung
    本論文研製之方向為一毫米波發射機系統的子電路分析─功率放大器(Power Amplifier, PA)與I/Q調變器(I/Q Modulator),電路操作於V頻帶,使用的製程為台積電所提供的TSMC CMOS 90nm RF 1P9M標準製程。 隨著無線通訊技術的迅速發展,射頻積體電路逐漸朝著更高的頻率、資料傳輸速率、寬頻且高整合性的方向前進;無須執照的V頻段具備有達成超高速率傳輸的可行性,係一個利於本次設計研發的頻段。而CMOS製程技術具有小面積、低成本、低功耗、與高整合度等優勢,係一在毫波米頻段極具吸引力的製程技術。 於各電路的模擬設計上採用了安捷倫所提供之ADS(Advanced design system)與電磁模擬軟體SONNET,而設計的電路為功率放大器(Power Amplifier, PA)與I/Q調變器(I/Q Modulator)兩個發射機系統的前端電路,其中功率放大器(Power Amplifier, PA)於設計上採用1:2:4的三級共源極(common source, CS)設計架構,其中第一級與第二級設定為驅動級(Drive Stage),第三級為功率輸出級(Power Stage),並在第三級加入一線性器,讓功率輸出有約略6 dBm左右的線性延長現象,於60 GHz的最大輸出功率為9.72 dBm,包含測試pad的晶片面積為0.711 × 0.657 mm2。 I/Q調變器(I/Q Modulator)於設計上,由最基本的混頻原理作為切入,完成一改良式Gilbert-cell混頻器(Modified Gilbert-cell Mixer),並有效結合數學模型加以驗證一I/Q調變器(I/Q Modulator)的電路架構與模型,包含測試pad的晶片面積為0.6978×0.8126 mm2。