CMOS超寬帶低噪聲放大器和混頻器的設(shè)計(jì).pdf

1、無線通信技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展最迅速、最具活力的技術(shù)領(lǐng)域之一。在這個(gè)領(lǐng)域中，各種新技術(shù)、新方法層出不窮。其中超寬帶(Ultra-Wide Band，UWB)技術(shù)是在20世紀(jì)90年代以后發(fā)展起來的一種具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜔o線通信技術(shù)。目前超寬帶技術(shù)以其高速率、低功耗等特性正受到通信學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的重視，并將獲得日益廣泛的應(yīng)用。因此，研究并提高超寬帶射頻通信電路性能，對(duì)無線通信的發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本文以射頻接收機(jī)前端關(guān)鍵

2、器件中的低噪聲放大器與混頻器為研究對(duì)象，在系統(tǒng)分析超寬帶射頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)及其性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)低噪聲放大器和混頻器的工作原理與技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)電路，然后結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(射頻集成電路設(shè)計(jì)的電流模式方法學(xué)研究NO.60776021)并綜合多種因素，提出了一種電流模式級(jí)聯(lián)電路。主要工作有： (1)針對(duì)超寬帶信號(hào)的特點(diǎn)，慎重選擇了射頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)，分析了其存在的問題并提出了零點(diǎn)漂移、閃爍噪聲等問題的解決方案； (2)設(shè)計(jì)出

3、一種低復(fù)雜度的超寬帶低噪聲放大器。該放大器工作在1-10GHz，可以應(yīng)用于超寬帶和藍(lán)牙等設(shè)備。電路中采用共柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)寬帶輸入匹配，共源放大器同時(shí)完成增益放大和輸出匹配，兩級(jí)之間級(jí)間電感補(bǔ)償高頻增益，實(shí)現(xiàn)了寬帶內(nèi)的增益平坦。該電路在整個(gè)帶寬內(nèi)輸入和輸出反射系數(shù)S11和S22都小于-10dB，最高增益達(dá)到12.1dB，最小噪聲系數(shù)為3.8dB，在5GHz三階交調(diào)截點(diǎn)-4.1dBm，在1.5V的供壓下，功耗為12.6 mW，具有小功耗小面積的

4、優(yōu)點(diǎn)； (3)設(shè)計(jì)出一種應(yīng)用于3.1-10.6GHz的電流模式混頻器?；祛l器共享前級(jí)放大器的負(fù)載實(shí)現(xiàn)匹配和高增益。放大器的輸出電流可以直接作為混頻器的輸入信號(hào)，這樣省去了混頻器的跨導(dǎo)級(jí)，從而節(jié)約了芯片面積和功耗?；祛l器負(fù)載級(jí)采用交差耦合對(duì)管來放大電流，以提高轉(zhuǎn)換增益。此級(jí)聯(lián)電路最高轉(zhuǎn)換增益達(dá)到21dB，輸入和輸出反射系數(shù)S11和S22小于-10dB，最小單邊帶噪聲系數(shù)為8.5dB，在5GHz點(diǎn)的IIP3為-4 dBm，在1.5V