超高频射频识别(UHF RFID)技术作为一种远程自动识别技术,由于其具有识别速度快、寿命长、存储容量大、可靠性高等优点,在诸多领域得到广泛应用。而标签芯片作为RFID系统的重要组成部分,其灵敏度关系到RFID的识别距离,是集成电路设计中需要考量的一个重要指标。本文设计的UHF RFID标签射频前端电路工作频率为900MHz,主要包含高灵敏度的RF-DC倍压整流电路、低功耗电压基准电路以及低功耗低压差线性稳压源电路(LDO)等模块。电路通过RF-DC整流,将接收到的射频能量转化成直流电压,并通过稳压电路输出给后级电路。其整流电路灵敏度小于-20dBm,整流效率大于30%,而整体功耗小于4μW,整体版图面积小于0.1mm~2。本论文所做的研究工作主要如下:(1)介绍无源UHF RFID标签射频前端电路的整体结构与基本原理,并分析各电路模块的基本原理、电路结构以及关键参数。对于RF-DC倍压整流电路,利用MATLAB拟合以功率源作为激励的整流电路输出公式,分析输入功率、负载、导通电阻、阈值电压等参数对输出电压以及整流效率的影响。(2)完成各模块的原理图设计,并给出前仿真结果以及分析结论。对于RF-DC整流电路,采用CMOS阈值自补偿技术,以节省额外的dummy管,提高电路灵敏度与整流效率。对于电压基准电路与LDO电路,则利用MOS管亚阈特性,实现了超低功耗设计。(3)完成各电路模块的版图设计,并给出后仿真结果。本文基于SMIC 180nm标准CMOS工艺,利用Cadence IC5141进行电路设计与仿真。仿真结果表明:本文设计的RF-DC倍压整流电路在负载电阻为1MΩ时,输出电压为1.3V,灵敏度达到-23dBm(约5μW),整流效率为33.42%。低功耗电压基准输出参考电压为530mV,在-20℃～100℃的温度范围内,温漂系数低于40ppm/℃,而静态电流小于100nA。低功耗LDO稳定输出1V电压,最大输出电流为100μA,而静态电流小于300nA。整体芯片的版图面积约为0.88mm~2,后仿真静态功耗约为3.82μW。经过前后仿真验证,电路的性能指标都满足了设计要求。