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.     

0.18m CMOS工艺3.1～5.2GHz低噪声放大器

基于共源级联放大器的小信号模型,详细分析了宽带放大器的输入阻抗特性和噪声特性。利用MOS晶体管的寄生容性反馈机理,采用TSMC公司标准0.18μmCMOS工艺设计实现了单片集成宽带低噪声放大器,芯片尺寸为0.6mm×1.5mm。测试结果表明,在3.1～5.2GHz频段内,S11<-15dB,S21>12dB,S22<-12dB,噪声系数NF<3.1dB。电源电压为1.8V,功耗为14mW。     

0．18μm CMOS工艺3．1～5．2GHz低噪声放大器

基于共源级联放大器的小信号模型,详细分析了宽带放大器的输入阻抗特性和噪声特性.利用MOS晶体管的寄生容性反馈机理,采用TSMC公司标准0.18 μm CMOS工艺设计实现了单片集成宽带低噪声放大器,芯片尺寸为0.6 mm×1.5 mm.测试结果表明,在3.1～5.2 GHz频段内,S11<-15dB,S21>12dB,S22<-12 dB,噪声系数NF<3.1dB.电源电压为1.8V,功耗为14mW.     

2.4 GHz、增益可控的CMOS低噪声放大器

介绍了一种基于 0 35 μmCMOS工艺、2 4GHz增益可控的低噪声放大器。从噪声优化、阻抗匹配及增益的角度详细分析了电路的设计方法 ,讨论了寄生效应对低噪声放大器性能的影响。仿真结果表明在考虑了高频寄生参数的情况下 ,低噪声放大器依然具有良好的性能指标 :在 2 4GHz工作频率下 ,3dB带宽为 6 6 0MHz,噪声系数NF为 1 5 8dB ,增益S2 1为 14dB ,匹配参数S11约为 - 13 2dB。     

0.18μm CMOS X波段接收机射频前端设计

本文给出了一个采用TSMC 0.18 m CMOS工艺应用于X波段SAR(合成孔径雷达)的单片接收机射频前端的设计。接收机前端由低噪声放大器和混频器组成,低噪声放大器工作在9 GHz~11GHz,混频器将10GHz的射频信号转换到2GHz中频,本振信号由片外提供。在X波段频率下,尽管CMOS 0.18μm工艺特征频率比较低,工作仍然实现了低噪声系数,提高了集成度。测试结果表明,本设计在300MHz的带宽上实现了20dB的转换增益,噪声系数达到2.7Db,输入1dB压缩点达到-19.2dBm,在1.8V的电源电压下前端消耗26.6mA电流,芯片面积为1.3×0.97mm2。     

基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺的1.2 GHz LNA的设计和仿真

针对射频接收机芯片中的低噪声放大器(Low-Noise Amplifier,LNA)电路在工作时要求拥有更小的噪声系数和更好的隔离度等问题,采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺结合共源共栅结构设计了一款低噪声放大器,在导航接收机中主要用来接收GPS L2频段信号和BDS B2频段信号。通过对器件尺寸的计算和选择,使得电路具有良好的噪声性能及线性度。利用Cadence软件中Spectre对所设计的电路进行仿真。得到仿真结果为:LNA在1.8 V电源电压下,功耗为4.28 mW,功率增益为18.51 dB,输入回波损耗为38.67 dB,输出回波损耗为19.21 dB,反向隔离度S_(12)为-46.91 dB,噪声系数(Noise Figure,NF)为0.41 dB,输入1 dB压缩点为-11.70 dBm,输入三阶交调点为-1.50 dBm。     

一种0.18 μm 2.4G CMOS低噪声放大器的设计

提出了一种基于TSMC 0.18μm CMOS工艺的2.4 G频率下带负反馈的CMOS低噪声放大器。采用带有级间匹配的共源共栅电路结构,使放大器具有较高的增益和反相隔离度,并在输入端加入π型网络,保证较高的品质因数和信噪比。此外,该放大器在输出端引入反馈支路,有效地降低了密勒效应的影响。通过ADS软件仿真得到很好的结果:在1.8 V电压下,输入输出匹配良好,电路增益为为15.15 dB,噪声系数为0.62 dB,直流功耗为7.9 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。     

低功耗2.4GHz 0.18μm CMOS全集成低噪声放大器设计

我们利用0.18μm CM O S工艺设计了低噪声放大器。所有电感采用片上螺旋电感,全集成在单个芯片上,并实现片内50Ω匹配。本次电路设计分析采用ADS仿真软件,电源电压1V,工作电流8mA,增益为15.4dB,噪声系数2.7dB,线性度指标IIP 3为-0.6dB。结论是CM O S工艺在工艺和模型方面的改进,使得CM O S RF电路设计更为精确,可集成度更高。     

5.6GHz CMOS低噪声放大器设计

分析了一种射频COMS共源-共栅低噪声放大器的设计电路,采用TSMC 90nm低功耗工艺实现。仿真结果表明:在5.6GHz工作频率,电压增益约为18.5dB;噪声系数为1.78dB;增益1dB压缩点为-21.72dBm;输入参考三阶交调点为-11.75dBm。在1.2V直流电压下测得的功耗约为25mW。     

1.9GHz0.18μm CMOS低噪声放大器的设计

针对1.9GHzPHS和DECT无线接入系统的应用,提出了一种可工作于1.2V电压的基于源级电感负反馈共源共栅结构而改进的CMOS低噪声放大器,并对其电路结构、噪声及线性特性等主要性能进行分析。并与传统的低噪声放大器进行对比,该电路采用两级放大结构,通过加入电容和电感负反馈可以分别实现低功耗约束下的噪声优化和高的线性度。采用TSMC0.18μm CMOS工艺模型设计与验证,实验结果表明：该低噪声放大器能很好满足要求,且具有1.4dB的噪声系数和好的线性度,输入1dB压缩点-7.8dBm,增益11dB,功耗11mW。     

1.8 GHz CMOS有源负载低噪声放大器

提出了一种新的变压器型有源电感负载低噪声放大器设计方案。单片无源大电感的品质因数通常很低,因此,需验证变压器型有源电感替代无源电感负载的有效性,与现有的一些单片无源电感负载低噪声放大器进行了比较,结果表明变压器型有源电感负载低噪声放大器可以得到更低的噪声系数。     

L波段0.9 mW CMOS LNA的分析与设计

给出了一种采用Γ型输入匹配网络的源简并共源低噪声放大器电路结构,分析了在低功耗情况下,高频寄生效应对低噪声放大器(LNA)输入阻抗及噪声特性的影响,并采用此结构设计了一款工作于L渡段的低功耗低噪声放大器.采用CMOS 0.18μm工艺,设计了完整的ESD保护电路,并进行了QFN封装.测试结果表明.在1.57 GHz工作频率下,该低噪声放大器的输入回波损耗小于-30 dB,输出回波损耗小于-14 dB,增益为15.5 dB,噪声系数(NF)为2.4 dB,输入三阶交调点(IIP3)约为-8 dBm.当工作电压为1.5 V时,功耗仅为0.9 mW.     

5.2GHz 0.18μm CMOS射频低噪声放大器的设计

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计应用于IEEE 802.11a的无线局域网络的低噪声放大器（LNA）。整个电路采用1.8V单电源供电,输入输出匹配良好。用ADS模拟软件对电路进行分析优化,结果表明：在中心频率5.2GHz处,噪声系数为2.51dB,功率增益为17.373dB。     

0.18 μm CMOS射频低噪声放大器设计

基于TSMC 0.18μm RFCMOS工艺,设计了一种工作于2.4 GHz频段的低噪声放大器。电路采用Cascode结构,为整个电路提供较高的增益,然后进行了阻抗匹配和噪声系数的性能分析,最后利用ADS2009对其进行了模拟优化。最后仿真结果显示。该放大器的正向功率增益为14 d B,噪声系数小于2 d B,1 d B压缩点为-13 d Bm,功耗为7.8 m W,具有良好的综合性能指标。     

增益可控CMOS低噪声放大器

设计了采用SMIC0.18μm RF CMOS工艺的共源共栅NMOS结构的增益可变的差动式低噪声放大器。在考虑了ESD保护pad和封装寄生效应后,着重对低噪声放大器的输入阻抗匹配、增益以及共源共栅级联结构下的噪声系数、线性度等进行了一系列分析,并提出了优化措施。芯片测试结果表明:在1.56GHz中心频率下,-3dB带宽约为150MHz,输出最大电压增益为27dB,此时噪声系数NF约为2.33dB,IIP3约为4.0dBm,可变增益范围为7dB。在3.3V电源电压下消耗电流8.2mA。此设计方法可以应用到诸如GSM、GPS等无线接收机系统中。     

CMOS宽带可编程增益低噪声放大器

给出了一种可应用于中国移动多媒体广播(CMMB)调谐器的宽带(470~860 MHz)可编程增益低噪声放大器。该电路在UMC 0.18μm RF CMOS工艺下实现,芯片面积为0.37 mm2(不包括ESD pad)。芯片测试结果表明,在1.8 V的电源电压下功耗为30.2 mW,该电路可实现-6.8~32.4 dB的增益动态变化范围,0.5 dB步长,最高增益下单端信号噪声系数小于3.8 dB。     

Design and analysis of a UWB low-noise amplifier in the 0.18μm CMOS process

An ultra-wideband （3.1-10.6 GHz） low-noise amplifier using the 0.18μm CMOS process is presented. It employs a wideband filter for impedance matching. The current-reused technique is adopted to lower the power consumption. The noise contributions of the second-order and third-order Chebyshev fliers for input matching are analyzed and compared in detail. The measured power gain is 12.4-14.5 dB within the bandwidth. NF ranged from 4.2 to 5.4 dB in 3.1-10.6 GHz. Good input matching is achieved over the entire bandwidth. The test chip consumes 9 mW （without output buffer for measurement） with a 1.8 V power supply and occupies 0.88 mm^2.     

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.