CMOS低噪声放大器的噪声系数优化研究

由于CMOS晶体管的特征尺寸急速的缩放,CMOS晶体管的参数不断改进,使得最新CMOS晶体管获得的噪声系数足够低到足以应用到无线电天文学,因此,在本研究课题中选用CMOS晶体管。目前的低噪声放大器的最小噪声系数是在室温环境下,通过宽带CMOS低噪声放大器的功率匹配来获得。在本研究课题中,CMOS低噪声放大器以共源共栅极结构为基本拓扑结构,主要研究LNA的几种常用的噪声系数优化方法。通过建立小信号模型,对LNA的噪声系数进行分析,得出相应的表达式。     

基于ADS应用于GPS的低噪声放大器设计与仿真

设计了一种应用于GPS射频接收机中的单端低噪声放大器（LNA）,并利用安捷伦公司的ADS软件对电路进行了仿真。电路采用TSMC0．13μm工艺库模型,仿真结果表明在1．57GHz工作频率下,可以实现0．9dB的噪声系数和20dB的增益,较好的匹配（输入输出回波损耗S11,S22≤-20dB）,并且在1．2V电源电压下功耗仅为6mW。     

5.8GHz低噪声放大器的设计与优化

设计了一种低压、低功耗、输出阻抗匹配稳定的CMOS差分低噪声放大器.基于源极电感负反馈共源共栅结构,提出了基于MOS管中等反型区最小化Vdd·Id的方法,以优化功耗.在共栅晶体管处并联正反馈电容,以提升电路增益.对电路的噪声系数、输出阻抗稳定性、芯片面积等也进行了优化.仿真结果表明,当电源电压为1V,工作频率为5.8 GHz时,设计的低噪声放大器的噪声系数为1.53 dB,输入回波损耗为-22.4 dB,输出回波损耗为-24.6 dB,功率增益为19.2dB,直流功耗为4.6 mW.     

一种3.1~10.6GHz超宽带低噪声放大器设计

设计了一种基于TSMC 0.13μm CMOS工艺,用于3.1～10.6GHz带宽的CMOS低噪声放大器。输入级采用共栅极结构,在宽频带内能较好地完成输入匹配。放大级采用共源共栅结构,为整个电路提供合适的增益。输出则采用源极输出器来进行输出匹配。使用ADS2006软件进行设计、优化和仿真。仿真结果显示,在3.1GHz～10.6GHz带宽内,放大器的电源电压在1.2V时,噪声系数低于2.5dB,增益为20.5dB,整个电路功耗为8mW。     

低噪声高精度运算放大器输入级的设计

提出了一种用于低噪声、高精度运放输入级的先进ＪＦＥＴ共源共栅结构，分析并验证了该结构在噪声、失调和漂移等方面的优良性能及其在减小芯片面积、提高集成度上的突出特点，并讨论了该结构在运放输入级中的应用效果。     

0.9V2.4GHz CMOS低噪声放大器设计

使用TSMC0.18μm RF CMOS工艺,设计一个低电压折叠式共源共栅结构低噪声放大器(LNA).利用性能系数FoM(Figure of Merit)衡量其整体性能,并通过仿真找到使FoM最大的偏置电压.使用Cadence SpectreRF仿真表明,在0.9V电源下,2.4GHz处的反射系数良好.噪声系数NF仅为...     

S 频段pHEMT 双通道低噪声放大器芯片的设计

采用GaAs 0.13μmp HEMT MMIC流片工艺设计和制作了一种S频段双通道低噪声放大器芯片,芯片内部集成了两个低噪声放大器通道、一级单刀双掷(SPDT)开关和一个晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平转换电路。低噪声放大器电路采用一级共源共栅场效应管(Cascode FET)结构实现,使其具有比单管更高的增益,简化了芯片拓扑,降低了芯片设计难度。经流片测试,在1.9~2.1GHz的工作频带内,芯片噪声系数优于1.4dB,增益大于22.5dB,输入驻波优于1.8,输出驻波优于1.4,输出1dB压缩点(P1dB)为10dBm。大量芯片样本在片测试统计数据表明该低噪声放大器成品率大于90%,性能指标优于目前同类商业芯片指标。     

1.3GHz 0.25μm CMOS低噪声放大器的设计

设计了一种基于0．25μm CMOS工艺的共源共栅型1．3GHz的LNA。从噪声优化、增益及阻抗匹配角度详细分析了电路的设计方法，讨论了寄生电容Cgd、C_match_in及共栅管沟道宽度W2对LNA性能的影响。采用ADS软件，对W2进行扫描和对LNAS参量和噪声系数进行仿真测试结果表明：该LNA在1．3GHz的工作频率下．具有良好的性能指标，噪声系数fN为1．42dB，增益S21为13．687dB．匹配参数S11为-14．769dB，S22为-14．530dB，反向隔离度S12为-52．955dB。     

基于栅漏寄生电容效应和渐变电感的GaAs pHEMT低噪声放大器设计

基于0.5 μm GaAs pHEMT工艺设计了一款两级单端低噪声放大器单片集成电路。为了降低噪声系数,首先,使用具有高Q值的渐变电感代替普通电感;其次,利用栅漏寄生电容引入的密勒效应,使栅极匹配电感值减小。测试表明,在698-806 MHz频段,输入和输出均实现了良好的匹配,噪声系数小于0.75dB,增益高于32.7dB。输入1dB压缩点为-21.8 dBm,输入三阶交调点为-10 dBm。     

折叠式共源共栅CMOS LNA的优化设计

基于TSMC 0．18μm CMOS工艺,采用折叠式共源共栅式结构,设计了工作于1．5GHz,电源电压为1．5V的低噪声放大器。采用此结构可以显著增大截止频率,从而可以改善噪声系数。本文主要从结构出发,均衡了噪声系数,阻抗匹配,增益以及线性度,并在ADS仿真平台上进行了优化与仿真模拟,在中心频率处,噪声系数为0．617dB,增益S21为31．713dB,输入反射系数S11为-21．548dB,1dB压缩点为-11dBm。其仿真结果与设计指标基本一致。     

High‐Gain Wideband CMOS Low Noise Amplifier with Two‐Stage Cascode and Simplified Chebyshev Filter

An ultra‐wideband low‐noise amplifier is proposed with operation up to 8.2 GHz. The amplifier is fabricated with a 0.18‐μm CMOS process and adopts a two‐stage cascode architecture and a simplified Chebyshev filter for high gain, wide band, input‐impedance matching, and low noise. The gain of 19.2 dB and minimum noise figure of 3.3 dB are measured over 3.4 to 8.2 GHz while consuming 17.3 mW of power. The Proposed UWB LNA achieves a measured power‐gain bandwidth product of 399.4 GHz.     

共源共栅CMOS运算放大器的分析与设计

本文描述了一个共源共栅差分输入级、电流镜偏置输出级结构的两级CMOS运放,它对常规运放的电源电压抑制比、增益、输出驱动能力、噪声、失调等有显著的改善。文中对运放的工作原理及设计技术等进行了详细的叙述,并采用标准CMOS工艺进行了投片试制和采用SPICE进行了电路模拟。结果令人满意,达到了设计指标,证明了设计理论的正确性。该运放已成功地应用于开关电容滤波器芯片的制造。     

基于PHEMT管的L波段LNA设计和实现

根据PHEMT晶体管的特性和低噪声放大器(LNA)微波频段的工作原理,设计和实现了应用广泛的L波段的LNA,给出了基本设计思路和设计流程.该LNA在实际应用中由于噪声系数小,增益大,带内平坦度好,体积小,所以在L波段得到了极广泛的应用.     

CMOS低噪声放大器中的输入匹配研究与设计

分析了低噪声放大器设计中最常用的源极电感负反馈输入匹配结构,指出其存在的缺陷及如何改进,即利用一个小值LC网络代替大感值的栅极电感Lg,同时移除源极负反馈电感Ls.应用这种改进型输入匹配结构,基于0.18μm BSIM3模型设计了工作频带为5.1～5.8 GHz的宽带CMOS低噪声放大器.结果表明,虽然输入匹配由于移除源极负反馈电感Ls受到一定影响,但是有利于降低噪声系数并减小实际制作的芯片面积.     

双极晶体管LNA的分析与设计

低噪声放大器（LNA）在射频系统中是作为接收端的前端，其增益、噪声、非线性、匹配等性能对整个接收机至关重要。随着现代通信电子技术的发展，迫切需要低噪声、高增益、低偏置、小体积的射频放大器。我们利用Ansoft的设计软件designer，设计了用于1．5GHz的低噪声放大器，器件选用Philip公司的BFG425W双极晶体管，文章主要从共发LNA电路的噪声分析入手，通过对电路的分析与仿真，对其参数进行了优化，最后提出了几点改进的措施。     

低功耗CMOS低噪声放大器的分析与设计

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种低功耗约束下的CMOS低噪声放大器。与传统的共源共栅结构相比,该电路在共源晶体管的栅源间并联一个电容,以优化噪声;并引入一个电感,与级间寄生电容谐振,以提高增益;通过减小晶体管的尺寸,实现了低功耗。模拟结果表明,在2.45 GHz工作频率下,增益大于14 dB,噪声系数小于1 dB,直流功耗小于2 mW。     

一种低功耗2.4GHz低噪声放大器设计

设计了一个低功耗2.4 GHz低噪声放大器,并详细阐述了电路的噪声匹配理论.该低噪声放大器采用经典的共源共栅结构,为了同时满足共轭匹配与噪声匹配,在输入管的栅源间增加了一个电容Cex.电路设计采用SMIC 65 nm CMOS工艺,并用Cadence进行仿真.仿真结果表明:电路在1.2V电源电压下的功耗小于7 mW,噪...     

Design and Evaluation of Cascode GaN FET for Switching Power Conversion Systems

In this paper, we present the design and characterization analysis of a cascode GaN field‐effect transistor (FET) for switching power conversion systems. To enable normally‐off operation, a cascode GaN FET employs a low breakdown voltage (BV) enhancement‐mode Si metal‐oxide‐semiconductor FET and a high‐BV depletion‐mode (D‐mode) GaN FET. This paper demonstrates a normally‐on D‐mode GaN FET with high power density and high switching frequency, and presents a theoretical analysis of a hybrid cascode GaN FET design. A TO‐254 packaged FET provides a drain current of 6.04 A at a drain voltage of 2 V, a BV of 520 V at a drain leakage current of 250 μA, and an on‐resistance of 331 mΩ. Finally, a boost converter is used to evaluate the performance of the cascode GaN FET in power conversion applications.