無線接收機(jī)用CMOS低噪聲放大器的研究.pdf

1、近些年來，無線本地局域網(wǎng)在家庭和生活中的作用在世界范圍內(nèi)得到高速發(fā)展，無線寬帶通信的發(fā)展對無線接收機(jī)(例如適用于802.11a無線協(xié)議)提出了越來越高的要求。而基于CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝的射頻集成電路具有著廣泛的市場和發(fā)展前景，無線接收機(jī)中的關(guān)鍵模塊低噪聲放大器(Low Noise Amplifier)則成為熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。作為接收機(jī)的第一級，低噪聲放大器的性能對整個接收機(jī)系統(tǒng)的性能起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)檎麄€系統(tǒng)的信噪比(

2、SNR)很大程度上取決于LNA的噪聲系數(shù)(NF)和增益。因此設(shè)計(jì)性能良好的LNA成為無線接收機(jī)設(shè)計(jì)的一個重要目標(biāo)。相對而言，國內(nèi)的研究開展較晚，與國外相比還存在一定差距。因此，開展本課題的研究具有重要意義。本項(xiàng)目受到國家自然科學(xué)基金支持。 本論文首先簡要介紹了傳統(tǒng)源極電感負(fù)反饋輸入匹配結(jié)構(gòu)的工作原理，接著分析了該電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，然后針對其缺點(diǎn)，在保留結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)設(shè)計(jì)：利用一個小值LC網(wǎng)絡(luò)代替大感值的柵極電感L

3、g，同時移除源極負(fù)反饋電感Ls。采用這種改進(jìn)型輸入匹配結(jié)構(gòu)，該文基于0.18/μm BSIM3模型設(shè)計(jì)了一種適用于802.11a無線接收機(jī)用的寬帶(5.1GHz-5.8GHz)CMOS低噪聲放大器(LNA)。通過ADS設(shè)計(jì)驗(yàn)證的結(jié)果表明：該LNA在工作頻帶內(nèi)可以達(dá)到15dB的增益，2.75-3.65dB的噪聲系數(shù)，-10dBm的1dB壓縮點(diǎn)以及良好的穩(wěn)定性。雖然輸入匹配由于移除源極負(fù)反饋電感Ls受到一定影響，但是有利于降低噪聲系數(shù)并減小