分频器作为射频集成电路中一般工作于最高频率的单元,对系统性能具有决定性作用。其中,注入锁定分频器(injection-locked frequency divider,ILFD)以其结构简单、工作频率高、功耗低等优异特性,已逐渐成为研究的热点。但是,现有注入锁定模型过于复杂,难以有效指导ILFD电路的优化设计;由于对环路品质因数、带宽等参数存在不同要求,设计中很难实现同时改善ILFD锁定范围、功耗等关键特性;工艺和温度的变化很容易导致电路失效。本文介绍了注入锁定现象产生的本质及注入锁定分频器电路的工作原理,并对注入锁定分频器的关键设计指标进行了归纳和总结,在全面分析其理论模型演变、电路拓扑架构种类及注入锁定行为的基础上,深入研究注入锁定分频器各参数之间的相互作用机制。最后,本文采用Chartered 0.18μm 2P5M RF CMOS工艺,提出了一种低压低功耗、宽锁定范围、低复杂度的二分频直接注入锁定分频器,并完成了电路的设计、仿真、优化、版图绘制、后仿验证、流片和测试准备等工作。该款注入锁定分频器采用class-C的LC-tank架构来有效降低电源电压的同时提高分频器的工艺温度稳定性,并采用双端注入混频技术来实现宽锁定范围。在注入信号的功率为0 dBm时,该分频器在没有任何调谐元器件时锁定范围为6.4-8.5 GHz(28%),且分频器核心电路(不包括输出buffer)在800 mV的电压下仅消耗0.91 mW的功耗。