2GHz低噪聲放大器的設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人與人之間的聯(lián)系與溝通，已由有線傳送進(jìn)步到無線傳輸，使得無線通訊系統(tǒng)蓬勃發(fā)展。無線通訊系統(tǒng)以工作的頻率可以分成三個主要系統(tǒng)方塊，分別是射頻，中頻，以及基頻。而射頻的部分為了滿足阻抗匹配以及設(shè)計上的需要，所以需要將面積大而又損耗高的電感導(dǎo)入使用，也因此使得RFCI電路的設(shè)計考慮比基頻和中頻更加地復(fù)雜，并且需要建立更精確的模擬模型，使得制作出來的芯片精確度提升。
　　 隨著無線通信技術(shù)和CMOS工藝的不斷發(fā)展，我

2、們希望體積可以越做越小，越來越省電，使得待機(jī)時間增長，重量越來越輕使得可移動性增高，并且適用于大量制造生產(chǎn)，加速產(chǎn)品的普及和生產(chǎn)成本的降低，所以CMOSRF的IC制作成為目前相當(dāng)熱門的研究發(fā)展主題。
　　 本文將采用CMOS工藝對無線射頻接收模塊低噪聲放大器進(jìn)行設(shè)計。由于CMOS無源器件極大地影響著射頻集成電路的性能，本文首先討論了在TSMC0.18μmCMOS工藝下的無源器件。本文還分析了器件的噪聲和S參數(shù)等基本理論，接著介紹

3、了共源共柵低噪聲放大器(cascode Lower Noise Amplifier)的基本原理和模型。并推導(dǎo)出了在功耗約束下的噪聲優(yōu)化技術(shù)和MOSFET寬度的計算公式。而通過限定功耗的噪聲優(yōu)化方法使我們的LNA有較小的功耗的同時噪聲也較小。
　　 最后，從上述原理出發(fā)，在電感負(fù)反饋cascode LNA的基礎(chǔ)上引入一對交叉耦合的電容，消除了寄生電容的影響。采用差分電路結(jié)構(gòu)，通過功耗約束的噪聲優(yōu)化方法設(shè)計了一個2GHz下的CMOS

4、低噪聲放大器。其增益和噪聲性能、線性度和以往的設(shè)計方案對比都有了明顯的提高。
　　 本論文所設(shè)計的2GHz的差分結(jié)構(gòu)低功耗CMOS低噪聲放大器采用了EAD工具ADS2009進(jìn)行仿真。該軟件也是目前最熱門的微波電路設(shè)計和仿真軟件。在著名的微波仿真論壇和微波技術(shù)網(wǎng)都是討論最多的EDA軟件。
　　 在ADS2009下對電路進(jìn)行仿真和優(yōu)化后，本論文所設(shè)計的低噪聲放大器在1.8V供電下主要指標(biāo)為：23.23dB的增益、0.778d