应用于智能水表的低功耗低噪声放大器设计

提出了基于多管并联结构的低功耗低噪声放大器(LNA),讨论了这种结构下噪声与功耗的相互关系,提出了低功耗LNA基于"优化区"概念的设计准则.提出的电路具有结构简单对称的特点.在0.35 μm CMOS工艺下进行PSPICE仿真测试.结果表明,新的低噪声放大器在(2.5) V电压下功耗仅为110 μW,等效输入噪声为16.5 nV/Hz~(1/2).与已发表的低噪声放大器比较,具有明显的低功耗特点.     

带有ESD保护,900MHz/2.4GHz Dual-Band CMOS LNA的设计

设计了一个可以同时工作在900 MHz和2.4 GHz的双频带(Dual-Band)低噪声放大器(LNA).相对于使用并行(parallel)结构LNA的双频带解决方案,同时工作(concurrent)结构的双频带LNA更能节省面积和减少功耗.此LNA在900MHz和2.4 GHz两频带同时提供窄带增益和良好匹配.该双频带LNA使用TSMC 0.25 μm 1P5M RF CMOS工艺.工作在900MHz时,电压增益、噪声系数(Noise Figure)分别是21 dB、2.9 dB;工作在2.4 GHz时,电压增益、噪声系数分别是25dB、2.8 dB,在电源电压为2.5 V时,该LNA的功耗为12.5mW,面积为1.1mm×0.9 mm.使用新颖的静电防护(ESD)结构使得在外围PAD上的保护二极管面积仅为8 μm×8 μm时,静电防护能力可达2 kV(人体模型)     

超低功耗Q波段低噪声放大器芯片的设计和实现

采用GaAs赝配HEMT单片微波集成电路(MMIC)工艺和堆栈偏置技术设计实现了一款Q波段低噪声放大器(LNA)芯片.该放大器采用4级级联的堆栈偏置拓扑结构,前两级电路在确保较低输入回波损耗的同时优化了放大器的噪声系数,后两级电路则采用最大增益的匹配方式,确保放大器具有良好的增益平坦度和较小的输出回波损耗.该LNA芯片最终尺寸为3 250 μm×1 500 μm,实测结果表明在40～46 GHz工作频率内放大器工作稳定,小信号增益大于23 dB,噪声系数小于3.0 dB,在4.5V工作电压下消耗电流约6 mA.此外,在片实测结果和设计结果符合良好.     

1.9 GHz CMOS低噪声放大器的结构分析与设计

对低噪声放大器(LNA)的结构及性能进行了详细的分析。采用SMIC 0.18μm射频CMOS工艺,设计了用于GSM1900无线接收机系统的两种不同结构的差动式LNA(电流复用式PMOS-NMOS LNA)和典型的NMOS LNA。利用Cadence-SpectreRFTM,对这两种结构的LNA进行了电路级仿真和对比分析。结果表明,在功耗相近时,PMOS-NMOS LNA能够提供比较大的电压增益,其噪声特性与NMOS LNA相近;NMOS LNA在线性度以及芯片面积上有更多的优势。     

基于移动数字电视应用的宽带可变增益LNA设计

提出了0.13 μm CMOS工艺下可兼容多标准DVB-H/DAB/CMMB的移动数字电视调谐器射频前端双通道LNA设计。在UHF频段和L波段下,设计分别采用片上balun电路、双交叉耦合技术、开关转换电路、伪差分电路等技术以达到LNA宽带匹配、可变增益、低NF及高线性度的指标要求。版图后仿真结果显示:在UHF频段,仿真频率范围为470~860MHz,LNA增益范围为14.7~38.8dB,NF<2.4dB,IIP3=1.979dBm;在L波段,仿真频率范围为1.4~1.8 GHz,LNA增益范围为13~38.5 dB,NF<2.7 dB,IIP3=3.605 dBm。该设计较好地实现了多标准下LNA宽带可变增益性能。     

用于5G-WiFi的可变增益有源巴伦LNA

设计了一款应用于5G-WiFi的可变增益有源巴伦LNA。该LNA输入级在采用共源共栅结构的基础上加入了阻容并联负反馈和源级电感负反馈,在保证低噪声的同时提高了电路线性度;第二级通过编程和改变控制电压实现了增益双调节功能;输出级采用有源巴伦结构实现了信号振幅相同、相位相反的差分输出。电路基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺库仿真,结果表明,在5.8 GHz频率下,电路噪声系数为3.7 dB,最大增益可调节范围为5~20 dB,线性度IIP3达到－2.5 dBm,输入、输出的回波损耗均小于－25 dB。     

2.45 GHz 0.18 μm全差分CMOS低噪声放大器设计

设计了一个基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺的2.45 GHz全差分CMOS低噪声放大器.根据电路结构特点,采用图解法对LNA进行功耗约束下的噪声优化,以选取最优的晶体管栅宽;设计了仅消耗15 μA电流的偏置电路;采用在输入级增加电容的方法,在改善输入匹配网络特性的同时,解决了栅极电感的集成问题.仿真结果表明:LNA噪声系数为1.96 dB,功率增益S_(21)超过20 dB,输入反射系数S_(11)和输出反射系数S_(22)分别小于-30 dB和-20 dB,反向功率增益S_(12)小于-30 dB,1 dB压缩点和三阶互调输入点IIP3分别达到-17.1 dBm和-2.55 dBm,整个电路在1.8 V电源下功耗为22.4 mW.     

一个基于65 nm CMOS工艺具有17.3 dB增益的47-67 GHz宽带低噪声放大器

报道了一个基于65 nm CMOS工艺具有17.3 dB增益的47-67 GHz宽带低噪声放大器（LNA）。文中首先阐述了毫米波电路的特征,并讨论了其设计方法。LNA的宽带输入匹配通过源极电感退化获得,这种结构在低GHz频段为窄带匹配,但由于栅漏电容Cgd的存在,在毫米波频段其进化为宽带匹配。为了使噪声系数（NF）最小化,LNA在第一级使用了共源（CS）结构而不是cascode结构,同时文中也探讨了噪声匹配的原理。LNA的后两级使用cascode结构以提高功率增益。对共栅（CG）晶体管中栅极电感的增益提升效应进行了分析。级间T形匹配网络用来提升电路带宽。所有片上电感和传输线都在3维电磁仿真工具中建模和仿真以确保成功的设计。测试结果显示LNA在60 GHz处取得最高的 17.3 dB增益,同时3-dB带宽为20 GHz（47-67 GHz）,涵盖所需要的59-64 GHz频段,并在62 GHz取得最低的4.9 dB噪声系数。整个LNA从1.2 V电源处吸收19 mA电流,芯片包括焊盘占用面积为900×550 μm2。     

一种应用于脉冲超宽带接收机的高增益LNA

基于SMIC 0.13 μm CMOS工艺,设计了一种应用于脉冲超宽带无线通信系统接收机的高增益低噪声放大器(LNA)。该LNA工作在6~9 GHz频段,单端输入,差分输出,采用电容交叉耦合与电流复用技术提高了增益,实现了低功耗性能。仿真结果表明,LNA电路工作在7.5 GHz中心频率时,增益高达46 dB,噪声系数为3.05 dB,输入端回波损耗为－12.5 dB,输出端回波损耗为－16.7 dB,在1.2 V电源供电下的核心消耗功耗为16 mW,核心电路面积仅为0.5 mm²。     

0.6V CMOS低噪声放大器的设计与优化*

采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了一个低电压低功耗的低噪声放大器(Locked Nucleic Acid,LNA).分析了在低电压条件下LNA的线性度提高及噪声优化技术.使用Cadence SpectreRF仿真表明,在2.4 GHz的工作频率下,功率增益为19.65 dB,输入回波损耗S11为-12.18 dB,噪声系数NF为1.2 dB,1 dB压缩点为-17.99 dBm,在0.6V的供电电压下,电路的静态功耗为2.7 mW,表明所设计的LNA在低电压低功耗的条件下具有良好的综合性能.     

基于ATF54143的LNA设计

主要通过对低噪声放大器(LNA)的一些主要指标:增益、噪声系数、稳定性等的研究,同时讨论了低噪声放大器具体匹配电路和偏置电路的设计,基于ATF54143进行了低噪声放大电路设计,通过ADS对电路的仿真研究,并通过对仿真结果反复分析及对电路的不断改进,最后测得实验结果,电路各项指标均达到要求,并有一定裕量。     

A 0.18μm CMOS gain-switched LNA and mixer with large dynamic range

A 2.4GHz 0.18μm CMOS gain-switched single-end Low Noise Amplifier （LNA） and a passive mixer with no external balun for near-zero-IF （Intermediate Frequency）/RF （Radio Frequency） applications are described. The LNA, fabricated in the 0.18μm 1P6M CMOS technology, adopts a gain-switched technique to increase the linearity and enlarge the dynamic range. The mixer is an IQ-based passive topology. Measurements of the CMOS chip are performed on the FR-4 PCB and the input is matched to 50Ω. Combining LNA and mixer, the front-end measured performances in high gain state are： -15dB of Sll, 18.5dB of voltage gain, 4.6dB of noise figure, 15dBm of IIP3, 85dBm to -10dBm dynamic range. The full circuit drains 6mA from a 1.8V supply.     

基于遗传算法的微波低噪声放大器的优化与实现

微波低噪声放大器(LNA)是微波通信系统中接收机的重要器件,其性能直接影响了通信质量的好坏.采用遗传算法这一全局搜索性能较好的数值算法对LNA的增益及噪声进行了优化,根据优化算法设计了2 GHz的微波低噪声放大器,给出了优化设计步骤及实际电路,并对器件进行了测试,可以看出改进后的器件增益增加了3.4 dB,噪声系数降低了0.5,达到了满意的效果.     

A 0.18μm CMOS GAIN-SWITCHED LNA AND MIXER WITH LARGE DYNAMIC RANGE

A 2.4GHz 0.18μm CMOS gain-switched single-end Low Noise Amplifier(LNA) and a passive mixer with no external balun for near-zero-IF(Intermediate Frequency)/RF(Radio Frequency) applications are described.The LNA,fabricated in the 0.18μm 1P6M CMOS technology,adopts a gain-switched technique to increase the linearity and enlarge the dynamic range.The mixer is an IQ-based passive topology.Measurements of the CMOS chip are performed on the FR-4 PCB and the input is matched to 50Ω.Combining LNA and mixer,the front...     

12~18 GHz GaAs MMIC低噪声放大器设计

采用GaAs工艺设计了一个12~18 GHz毫米波单片集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA)。采用三级单电源供电放大结构,运用最小噪声匹配设计、共轭匹配技术和负反馈结构,同时满足了噪声系数、增益平坦度和输出功率等要求。仿真表明：在12~18 GHz的工作频带内,噪声系数为1.15~1.41 dB,增益为27.9~29.1 dB,输出1 dB压缩点达到15 dBm,输入、输出电压驻波比(VSWR)系数小于1.72。     

3.1～10.6 GHz CMOS超宽带低噪声放大器设计

本文给出了一个低电压、低功耗增益连续可调CMOS超宽带低噪声放大器(Ultra-wideband Low Noise Amplifier,UWB LNA)设计。在0.85V工作电压下放大器的直流功耗约为10mW。在3.1～10.6GHz的超宽带频段内,增益S21为14±0.4dB,且随控制电压VC连续可调。输入、输出阻抗匹配S11、S22均低于-10dB,噪声系数(NF)最小值为3.3dB。设计采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺完成。     

Circuit Topology Analysis of CMOS LNA in Mobile Communication Systems

1　Introduction　Now ,mostoftheLNAinRFreceiversarede signedwithGaAsorbipolartechnologies,whichhavealargepowerdissipationandunfavorableper formanceofintegration .CMOStechnologiestakeincreasinglyadvantagesoftechnologyadvances,whichhaveverylow powerconsumptionandmakepossibletheintegrationofcompletecommunicationsystems[1 ] .Forexample ,mobilecommunicationsystemreceiversemployextensivedigitalsignalpro cessingtoperformacquisition ,tracking ,anddecod ingfunctions.TheuseofCMOStechnologiesforimpl…     

无线接收机中低噪声放大器的设计与仿真

无线通信系统对接收机的性能提出了更高的要求。低噪声放大器能降低系统的噪声和提高接收机灵敏度,是接收系统的关键部件。设计的LNA应用于接收机前端,工作频率为2.575GHz～2.625GHz,噪声系数小于0.9dB,带内增益大于16dB,输入输出电压驻波比小于1.5。结合相关设计理论,利用集成芯片MGA632P8,完成了电路设计并通过ADS2008对MGA632P8的S2P模型进行了仿真和优化。结果表明:采用此方案设计的LNA增益约为16.5dB,噪声系数约为0.7dB,输入输出驻波比约为1.5,性能稳定,输入、输出匹配良好,符合接收机对LNA指标的要求。     

A novel simultaneous noise and input VSWR matching technique for broadband LNA

The Simultaneous Noise and Input Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) Matching (SNIM) condition for Low Noise Amplifier (LNA), in principle, can only be satisfied at a single frequency. In this paper, by analyzing the fundamental limitations of the narrowband SNIM technique for the broadband application, the authors present a broadband SNIM LNA systematic design technique. The designed LNA guided by the proposed methodology achieves 10 dB power gain with a low Noise Figure (NF) of 0.53 dB. Meanwhile, it provides wonderful input matching of 27 dB across the frequency range of 3∼5 GHz. Therefore, broadband SNIM is realized.     

X 波段雷达接收机中低噪声放大器的研究

现代雷达系统结构对接收机的性能提出了更高的要求.低噪声放大器能降低系统的噪声和提高接收机灵敏度,是接收系统的重要组成部分.本文设计的低噪声放大器应用于接收机的前端,利用集成芯片 ATF36163完成了电路的设计并且通过研究 RF 电路中的参数灵敏度对该低噪声放大器进行了灵敏度分析.结果表明:经过参数灵敏度分析的低噪声放大器不仅符合接收机对 LNA 的指标要求,还能使性能更加稳定