功率分配器作为微波接收、发射和频率合成系统中的重要组成部分,广泛应用于相控阵雷达、多路中继通信机等微波设备中。传统的利用传输线实现的功率分配器,往往无法满足尺寸和性能上的要求。随着CMOS工艺的发展,片上系统的发展瓶颈得以突破。采用CMOS工艺实现的功率分配器可以使尺寸大大降低,满足低损耗、高集成的设计要求。本文基于SMIC 40nm CMOS工艺,创新性设计和研究了超宽带的CMOS多路功率分配器,并提出了完整的设计流程。本文的主要工作内容如下:首先,进行了超宽带CMOS无源功率分配器的设计。通过对集总参数传输线理论、二端口网络、ABCD矩阵、阻抗匹配网络的分析,使用LC匹配网络代替传统的四分之一波长传输线,最终设计了两路、四路和八路的功率分配器电路结构。此外,还进行了S参数的仿真测试,结果显示带宽、隔离度以及插入损耗等都符合设计要求。其中,两路和四路功率分配器的工作频率范围都是10GHz-32GHz,八路功率分配器的工作频率范围约为10.4GHz-30.4GHz。另外,还对八路的CMOS无源功率分配器电路进行了版图设计和后仿真,S参数的后仿真结果显示,电路仍具有较好的性能。其次,为了补偿电路中由电感和电容等无源器件引入的损耗,本文又进行了超宽带CMOS有源功率分配器的设计。通过在电路中加入有源的双向放大器,使得集总电感和双向放大器中的寄生电容构成人工传输线,提出了两路和八路的功率分配器电路结构,并进行了S参数的前仿真。其中,两路和八路功率分配器的工作频率范围都是10.2GHz-32GHz,两路功率分配器电路的最大增益为8.0d B,最高隔离度可以达到-70d B,八路功率分配器电路的最大增益为20.0d B,最高隔离度可以达到-100d B以上。最后,还对两路和八路的CMOS有源功率分配器电路进行了版图的设计,并给出了电路的S参数前后仿真结果的对比。提取寄生参数后,S参数后仿真的结果显示电路的工作带宽几乎不变,电路实现了良好的匹配,并且仍然满足超宽带、低损耗和高隔离的设计要求。