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。     

0.18μm CMOS 3.1-10.6GHz超宽带低噪声放大器设计

介绍了一种基于0.18μm CMOS工艺、适用于超宽带无线通信系统接收前端的低噪声放大器.在3.1～10.6GHz的频带范围内对它仿真获得如下结果:最高增益12dB;增益波动小于2dB;输入端口反射系数S11小于-10dB;输出端口反射系数S22小于-15dB;噪声系数NF小于4.6dB.采用1.5V电源供电,功耗为10.5mW.与近期公开发表的超宽带低噪声放大器仿真结果相比较,本电路结构具有工作带宽大、功耗低、输入匹配电路简单的优点.     

3.1～5.2GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一,设计了一种可应用于3.1～5.2GHz频段超宽带可变增益低噪声放大器。电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配,并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。仿真基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺。结果表明,在全频段电路的最大功率增益为10.5dB,增益平坦度小于0.5dB,噪声系数小于5dB,输入反射系数低于-15dB,在1.8V电源电压下,功耗为9mW。因此,该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。     

1.8GHz 0.35mm CMOS低噪声放大器的实现

介绍了一种频率为1.8GHz的低噪声放大器(LNA)的设计方案,采用TSMC 0.35μm CMOS工艺实现,增益为25dB,噪声系数2.56dB,功耗≤10mW,IIP3为-25dB或5dBm。     

2.4GHz可变增益CMOS低噪声放大器设计

设计了一款工作在2.4GHz的可变增益CMOS低噪声放大器,电路采用HJKJ0.18μm CMOS工艺实现。测试结果表明,最高增益为11.5dB,此时电路的噪声系数小于3dB,增益变化范围为0～11.5dB。在1.8V电压下,电路工作电流为3mA。     

3 GHz~5 GHz CMOS超宽带低噪声放大器分析与设计

采用TSMC公司的0.18μm CMOS工艺,设计了一款具有带外抑制功能的超宽带低噪声放大器(UWB LNA),电路基于窄带PCSNIM LNA拓扑结构,并利用二阶切比雪夫滤波器和带外抑制电容代替传统输入匹配网络。电路由1.8 V直流电源供电,功耗约为11.5 mW。仿真结果表明,在3 GHz~5 GHz的超宽带频段内,平均正向增益约为13.9 dB,输入、输出回波损耗S11和S22分别小于-13 dB和-15 dB,最小噪声系数仅为0.997 dB,三阶交调点IIP3均值为5.40 dB。此外,反向隔离度S12和稳定性StabFact1等性能指标也取得了不错的仿真效果。     

一种用于超宽带接收机的CMOS可变增益低噪声放大器

本文介绍一种符合中国超宽带应用标准的工作频率范围为4.2-4.8 GHz的CMOS可变增益低噪声放大器(LNA)。文章主要描述了LNA宽带输入匹配的设计方法和低噪声性能的实现方式,提出一种3位可编程增益控制电路实现可变增益控制。该设计采用0.13-μm RF CMOS工艺流片,带有ESD引脚的芯片总面积为0.9平方毫米。使用1.2 V直流供电,芯片共消耗18 mA电流。测试结果表明,LNA最小噪声系数为2.3 dB,S(1,1)小于-9 dB,S(2,2)小于-10 dB。最大和最小功率增益分别为28.5 dB和16 dB,共设有4档可变增益,每档幅度为4 dB。同时,输入1 dB压缩点是-10 dBm,输入三阶交调为-2 dBm。     

采用噪声消除技术的3-5GHz CMOS超宽带LNA设计

设计了一种适用于超宽带无线通信系统接收前端的全集成低噪声放大器.该放大器以经典窄带共源共栅低噪声放大器为基础,通过加入并联负反馈电阻以扩展带宽,采用噪声消除技术优化噪声系数.低噪声放大器基于SMIC 0.18-μmRF CMOS工艺进行设计与仿真,仿真结果表明,在3-5 GHz的频带范围内,S11小于-13 dB,S22小于-11.8 dB,S21大于17.3dB,S12小于-32 dB,增益平坦度小于0.7 dB,最大噪声系数为2.9 dB,输入三阶截断点为-12.9 dBm.采用1.8 V电源供电,电路总功耗约为20.5 mW.     

增益可调宽带CMOS低噪声放大器设计

设计了一种应用于超宽带系统中的可变增益宽带低噪声放大器。电路中采用了二阶巴特沃斯滤波器作为输入和输出匹配电路;采用了两级共源共栅结构实现电路的放大,并通过控制第二级的电流,实现了在宽频带范围内增益连续可调;采用了多栅管(MGTR),提高了电路的线性度;设计基于SMIC 0.18μm CMOS工艺。仿真结果显示,在频带3~5 GHz的范围内最高增益17 dB,增益波动小于1.8 dB,输入和输出端口反射系数分别小于-10 dB和-14 dB,噪声系数nf小于3.5 dB,当控制电压Vctrl=1.4 V时,IIP3约为2 dBm,电路功耗为16 mW。     

基于0.18μm CMOS工艺的3.1~10.6GHz超宽带LNA设计

本文基于特许0.18μm CMOS工艺,提出了一种新型的低复杂3.1~10.6GHz超宽带LNA电路,它由两级简单的放大器通过级间电感连接构成。第一级放大器使用电阻电流复用结构和双电感退化技术来达到宽带输入匹配和低噪声性能,第二级放大器使用带电感峰值技术的共源级放大器来同时达到高平坦增益和好的宽带性能。测试结果表明,在3.1~10.6GHz频段内,提出的超宽带LNA的最大功率增益为15.6dB,S12为-45dB,输入输出隔离度小于-10dB,噪声系数NF为2.8~4.7dB,在6GHz时的输入三阶交调点IIP3为-7.1dBm。芯片在1.5V电源电压下,消耗的功率为14.1mW,芯片总面积为0.8mm0.9mm。     

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.     

5~22GHz平坦高增益单片低噪声放大器

使用0.25μm G aA s PHEM T工艺技术,设计和制造了性能优良的5-22 GH z两级并联反馈单片低噪声放大器。在工作频率5-22 GH z内,测得增益G≥18 dB,带内增益波动ΔG≤±0.35 dB,噪声系数N F≤3.2 dB,输入输出驻波V SW R≤1.7,最小分贝压缩点输出功率P1dB≥10.5 dBm,电流增益效率达2.77 mA/dB。测试结果验证了设计的正确性。     

Design of UWB switched gain controlled LNA using 0.18 μm CMOS

A switched gain controlled low noise amplifier (LNA) for the 3.1- 4.8 GHz ultra-wideband system is presented. The LNA is fabricated with the 0.18 mum 1P6M standard CMOS process. Measurement of the LNA was performed using an RF probe station. In gain mode, measured results show a noise figure of 4.68-4.97 dB, gain of 12.5-13.9 dB, and input/output return loss higher than 10/8.2 dB. The input IP3 (IIP3) at 4.1 GHz is 1 dBm, and consumes 14.6 mW of power. In bypass mode, measured results show a gain of-7.0 to -8.7 dB, and input/output return loss higher than 10/6.3 dB. The input IP3 at 4.1 GHz is 9.2 dBm, and consumes 1 muW of power.     

0.18 /spl mu/m 3-6 GHz CMOS broadband LNA for UWB radio

A 3-6 GHz CMOS broadband low noise amplifier (LNA) for ultra-wideband (UWB) radio is presented. The LNA is fabricated with the 0.18 /spl mu/m 1P6M standard CMOS process. Measurement of the CMOS LNA is performed using an FR-4 PCB test fixture. From 3 to 6 GHz, the broadband LNA exhibits a noise figure of 4.7-6.7 dB, a gain of 13-16 dB, and an input/output return loss higher than 12/10 dB, respectively. The input P/sub 1 dB/ and input IP3 (IIP3) at 4.5 GHz are about -14 and -5 dBm, respectively. The DC supply is 1.8 V.     

宽带高增益输出平衡CMOS低噪声放大器的设计

设计了一种带片内变压器、适用于0.05～2.5 GHz频段的宽带低噪声放大器(LNA).电路设计采用了并行的共栅共源放大结构,将从天线接收到的单端输入信号转换为一对差分信号输出给后级链路.针对变压器结构的LNA噪声系数不够低和输出不平衡的问题,采用了缩放技术、噪声消除技术以及两级的全差分放大器作为输出缓冲级,来有效降低电路的噪声系数,提高增益和输出平衡度.电路采用TSMC 0.18μm 1P6M RF CMOS工艺设计仿真和流片,测试结果表明:在0.05 ～ 2.5 GHz频带范围内,该LNA的最高功率增益达24.5 dB,全频段内噪声系数为2.6～4 dB,输入反射系数小于-10 dB,输出差分信号幅度和相位差分别低于0.6dB和1.8°.     

A 0.18μm CMOS low noise amplifier using a current reuse technique for 3.1-10.6 GHz UWB receivers

A new,low complexity,ultra-wideband 3.1-10.6 GHz low noise amplifier(LNA),designed in a chartered 0.18μm RFCMOS technology,is presented.The ultra-wideband LNA consists of only two simple amplifiers with an inter-stage inductor connected.The first stage utilizing a resistive current reuse and dual inductive degeneration technique is used to attain a wideband input matching and low noise figure.A common source amplifier with an inductive peaking technique as the second stage achieves high flat gain and wide -3 dB bandwidth of the overall amplifier simultaneously.The implemented ultra-wideband LNA presents a maximum power gain of 15.6 dB,and a high reverse isolation of—45 dB,and good input/output return losses are better than -10 dB in the frequency range of 3.1-10.6 GHz.An excellent noise figure(NF) of 2.8-4.7 dB was obtained in the required band with a power dissipation of 14.1 mW under a supply voltage of 1.5 V.An input-referred third-order intercept point(IIP3) is -7.1 dBm at 6 GHz.The chip area,including testing pads,is only 0.8×0.9 mm2.     

基于Cascode级间匹配的多频段LNA设计

提出了一种Cascode级间匹配电路,能够优化Cascode放大器的噪声系数、增益及高频稳定性。应用该电路,设计了一款多频段射频低噪声放大器(LNA)。采用0.25μm GaAs工艺进行实现,输入、输出阻抗匹配网络采用片外元件。测试结果表明,通过重配置片外元件的参数,该LNA可工作于0.7~1.1 GHz、1.6~2.1 GHz、2.3~2.8 GHz这三个频段,增益分别为25±2 dB、19.5±0.5 dB和18±1 dB,噪声系数分别低于0.6 dB、0.7 dB和0.9 dB,OIP3均大于30 dBm。该LNA对于GSM/WCDMA/LTE通信基站以及L/S频段接收机等设备具有一定的应用价值。     

一种S波段平衡式限幅低噪声放大器的设计

介绍了一种小型化平衡式限幅低噪声放大器。该放大器采用Lange桥平衡结构,在实现低噪声的同时,保证了小电压驻波比;在3.0～3.5GHz频带内,噪声系数小于1.3dB,输入输出驻波系数小于1.3,增益大于27dB,平坦度±0.6dB以内,输出1dB压缩点大于12dBm。该放大器能够承受最大5W的连续波功率输入,且大功率输入时的驻波系数小于1.3。     

微波毫米波宽带单片低噪声放大器

推导了反馈电路理论,利用0.25μmGaAs PHEMT工艺,研制了两种并联反馈单片低噪声放大器。第一种放大器的工作频带为6～18GHz,测得增益G≥21dB,带内增益波动ΔG≤±1.0dB,噪声系数NF典型值为2.0dB,输入驻波VSWRin≤1.5,输出驻波VSWRout≤2.0,1分贝压缩点输出功率P1dB≥11dBm。第二种放大器的工作频带为26～40GHz,测得增益G≥17dB,噪声系数NF约为2.0dB,输入、输出驻波VSWR≤2.5,1分贝压缩点输出功率P1dB≥10dBm。两种电路的测试结果验证了设计的正确性。     

Design of a fully differential CMOS LNA for 3.1-10.6 GHz UWB communication systems

A fully differential complementary metal oxide semiconductor （CMOS） low noise amplifier （LNA） for 3.1-10.6 GHz ultra-wideband （UWB） communication systems is presented. The LNA adopts capacitive cross-coupling common-gate （CG） topology to achieve wideband input matching and low noise figure （NF）. Inductive series-peaking is used for the LNA to obtain broadband flat gain in the whole 3.1-10.6 GHz band. Designed in 0.18 um CMOS technology, the LNA achieves an NF of 3.1-4.7 dB, an Sll of less than -10 dB, an S21 of 10.3 dB with ±0.4 dB fluctuation, and an input 3rd interception point （IIP3） of -5.1 dBm, while the current consumption is only 4.8 mA from a 1.8 V power supply. The chip area of the LNA is 1×0.94 mm^2.