CMOS藍牙收發(fā)器中低噪聲放大器的設計及高頻噪聲研究.pdf

1、對于CMOS無線收發(fā)器信機中的射頻電路模塊而言,低噪聲是一個非常重要的性能指標.然而,無論是BSIM3噪聲模型還是著名的van der Ziel模型都不能很好地模擬亞微米MOSFET中的高頻噪聲,因此,對亞微米器件的高頻噪聲進行建模是該文的一個重點內容.該文首先從MOSFET熱噪聲的產生機制——載流子與熱振動著的晶格原子或電離的雜質離子之間的隨機碰撞出發(fā),從微觀的角度,分析了載流子速率大小與方向的隨機變化所產生的噪聲、射率的范圍內載流子

2、的速率波動所產生的噪聲與Nyquist熱噪聲之間的關系.然后,基于亞微米MOSFET高頻噪聲的起源及短溝道效應,詳細研究了漏極電流噪聲與柵感應噪聲,進行了定量的公式推導,給出了完整的高頻噪聲模型;還分析了器件的工作狀態(tài)、尺寸大小以及外加偏置電壓與其噪聲性能之間的關系,從噪聲優(yōu)化的角度對電路設計給予指導;利用線性網絡噪聲分析原理將一個復雜電路系統(tǒng)(低噪聲放大器)的噪聲分析轉化成多個表示噪聲的相關矩陣間的矩陣運算,并借助MATLAB,分析了

3、高頻寄生效應、工作偏壓等因素對系統(tǒng)噪聲性能的影響.該文另一個工作重點是設計集成于藍牙收發(fā)器信機芯片中的射頻低噪聲放大器.通過控制偏置電路所產生的偏置電壓與電流,實現(xiàn)低噪聲放大器的增益可控;為滿足實用性的需要,考慮了封裝及靜電保護電路(ESD),從噪聲優(yōu)化、阻抗匹配、增益及線性度的角度討論了電路的設計方法,重點分析了寄生參數(shù)對電路性能的惡化;在電路實現(xiàn)及版圖設計方面,采取相應的措施盡量減小高頻寄生效應;此外,還研究了電路性能測試方案及測試