射頻超寬帶CMOS低噪聲放大器的研究.pdf

1、隨著當(dāng)前CMOS技術(shù)的不斷發(fā)展，MOS器件的截止頻率已經(jīng)達(dá)到幾十甚至幾百GHz，已經(jīng)可以滿足射頻集成電路的設(shè)計(jì)需求。此外，基于CMOS工藝的數(shù)字集成電路的大規(guī)模應(yīng)用以及片上系統(tǒng)的需求導(dǎo)向，使得 CMOS射頻集成電路得到了廣泛研究。在無(wú)線射頻收發(fā)系統(tǒng)中，CMOS低噪聲放大器一直是研究的熱點(diǎn)。它是接收鏈路中第一個(gè)有源模塊，主要功能是提供一定的功率增益將天線接收到的微弱射頻信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)放大以使得信號(hào)不被后級(jí)電路所淹沒。
　　不同于傳統(tǒng)的

2、窄帶設(shè)計(jì)方案，CMOS超寬帶低噪聲放大器面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)在于需要在超寬頻帶范圍內(nèi)同時(shí)滿足輸入阻抗匹配、平坦的功率增益和盡可能低的噪聲，并保證有足夠的線性度來應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的輸入信號(hào)功率變化。實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能同時(shí)滿足上述所有特性，因此需要進(jìn)行折中。針對(duì)不同的系統(tǒng)，可以使用相應(yīng)的設(shè)計(jì)技術(shù)來改善某些設(shè)計(jì)參數(shù)。例如，使用寬帶匹配技術(shù)來實(shí)現(xiàn)良好的寬帶輸入匹配；使用噪聲抵消技術(shù)在寬帶范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較低的噪聲系數(shù)；使用帶寬擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)增益寬帶特性；使用線性

3、優(yōu)化技術(shù)提升放大器的線性度；使用功耗優(yōu)化技術(shù)來減小功耗消耗。
　　本文在使用前述各種優(yōu)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了三款超寬帶低噪聲放大器，使用Global Foundry0.18μm CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。三款電路的工作頻率分別覆蓋了0.1～1.2GHz、0.05～1.6GHz和3.1～10.6GHz。所涉及的具體技術(shù)包括電阻并聯(lián)反饋技術(shù)、噪聲抵消技術(shù)和線性度提升技術(shù)等，分別使用SpectreRF和 ADS進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果顯示各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)