基于中和电容的60 GHz CMOS功率放大器设计

功率放大器（Power Amplifier, PA）是射频前端重要的模块,本文基于SMIC 55 nm RF CMOS 工艺,设计了一款60 GHz 两级差分功率放大器。针对毫米波频段下,硅基CMOS晶体管栅漏电容（Cgd）严重影响放大器的增益和稳定性的问题,采用交叉耦合电容中和技术抵消Cgd影响。通过优化级间匹配网络和有源器件参数,提高了功率放大器的输出功率,增益和效率。后仿结果显示,在1.2V的供电电压下,工作在60 GHz的功率放大器饱和输出功率为11.3 dBm,功率增益为16.2 dB,功率附加效率为17.0%,功耗为62 mW。芯片面积380×570 um2 。     

一种SiGe BiCMOS 3级级联60 GHz LNA

基于0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种高增益单端3级级联60 GHz低噪声放大器。级间匹配采用LC谐振,以减小传输损耗,引入的级间电感L与上级输出寄生电容、下级输入寄生电容谐振,以减小寄生效应的影响。在3.3 V供电电压下,60 GHz频率处的功率增益S21达到21.8 dB,噪声系数NF为6.1 dB;在58~65 GHz频段内,输入和输出反射系数S11和S22均小于－10 dB。     

一种60GHz LNA电路及其匹配网络的设计

从晶体管器件模型出发,对两种常用的LNA电路结构进行了分析,提出了一种60 GHz LNA电路结构.该电路使用级间电感匹配的方式,可以有效地提高电路的增益并降低噪声;同时,结合先进的生产工艺,对电路的匹配网络进行了设计和优化,充分利用直流偏置网络,简化输入输出匹配网络;使用最简单的电路结构,获得了较高的增益指标和较低的功耗.     

基于低噪声和高线性度的差分CMOS LNA的设计

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种低噪声、高线性度的差分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极并入一个电容以降低共源极的噪声;并在共栅极上引入一对交叉耦合电容和电感,以消除共栅极的噪声并提高电路的线性度。仿真结果表明,在2.4GHz的工作频率下,该电路的噪声系数仅有1.29 dB,该电路能够提供17dB的正向增益,良好的输入输出匹配,该放大器的输入三阶交调点为0.76dBm,功耗小于10mW。     

一种高增益低功耗CMOS LNA设计

采用TSMC0.18μmCMOS工艺,利用ADS2008软件仿真,设计了一种高增益的CMOS低噪声放大器。与传统的共源共栅结构相比,该电路在晶体管M3的栅源极处并入电容C1,以增加系统抗干扰能力;并在级间引入一并联电感和电容与寄生电容谐振,以提高增益。仿真结果表明,在2.4 GHz工作频率下,该电路的增益大于20 dB,噪声系数小于1 dB,工作电压为1.5 V,功耗小于5 mW,且输入输出阻抗匹配良好。     

一种CMOS超宽带LNA的优化设计方法

 为实现性能更优的超宽带(UWB)射频前端低噪声放大器(LNA),本文提出了一种通用的基于CMOS工艺的超宽带LNA优化设计方法.基于源端电感负反馈的LNA电路模型,本文提出利用最优化的数学方法分别确定晶体管尺寸、输入匹配网络和负载网络各元件参数的方法,实现了较好的输入阻抗匹配,达到了较高的增益、较好的增益平坦度以及优秀的噪声系数,并具有较低的功耗;本设计方法所用无源元件不但适宜CMOS集成,而且对工艺偏差具有一定的忍耐力.仿真结果说明用上述方法设计的超宽带LNA在工作频带内能够达到预期的各项性能要求.     

一种65 nm CMOS 60 GHz高增益功率放大器

设计了一种基于65 nm CMOS工艺的60 GHz功率放大器。采用共源共栅结构与电容中和共源级结构相结合的方式来提高功率放大器的增益,并采用两路差分结构来提高输出功率。采用片上变压器作为输入/输出匹配及级间匹配,以减小芯片的面积,从而降低成本。采用Cadence、ADS和Momentum等软件进行联合仿真。后仿真结果表明,在工作频段为60 GHz时,最大小信号增益为26 dB,最大功率附加效率为18.6%,饱和输出功率为15.2 dBm。该功率放大器具有高增益、高效率、低成本等优点。     

应用于DSRC系统的5.8GHz CMOS LNA设计

基于TSMC 0.18μm CMOS RF工艺,完成了一个全集成共源-共栅低噪声放大器设计。版图后仿真结果表明:1.8V电源电压下,电路静态功耗约为17mW;在DSRC系统工作频段上,电路实现了良好的综合性能指标,输入反射系数(S11)和输出反射系数(S22)小于-15dB,增益(S21)大于14.0dB,反向隔离度(S12)达到32dB,噪声系数小于2dB,并且工作稳定。     

低压中和化CMOS差分低噪声放大器设计

以设计低电压LNA电路为目的,提出了一种采用关态MOSFET中和共源放大器输入级栅漏寄生电容Cgd的CMOS差分低噪声放大器结构.基于该技术,采用0.35μmCMOS工艺设计了一种工作在5.8GHz的低噪声放大器.结果表明,在考虑了各种寄生效应的情况下,该低噪声放大器可以在0.75V的电源电压下工作,其功耗仅为2.45mW.在5.8GHz工作频率下:该放大器的噪声系数为2.9dB,正向增益S21为5.8dB,反向隔离度S12为-30dB,S11为-13.5dB.     

采用多级噪声抵消技术的CMOS全差分LNA设计

设计了一种用于2.4GHz RFID单芯片阅读器的CMOS低噪声放大器(LNA)。该设计采用全差分共源共栅结构和新颖的多级噪声抵消技术,不仅减小了电路的噪声而且增加了系统的线性度。芯片采用标准UMC 0.18um CMOS工艺,工作电压为1.2V时,消耗电流小于8mA,后仿真结果表明2.4GHz时,芯片达到1.69dB噪声系数,大于14.25dB功率增益以及-1.1dBm的输入三阶截点(IIP3)。设计满足单芯片阅读器低噪声,低功耗和高线性度的要求。     

X波段低噪声放大器设计

针对目前X波段低噪声放大器的电路拓扑结构不易选择,故提出了一种采用微带分支线匹配结构和三级级联方式的X波段低噪声放大器(LNA)。放大器选用NEC低噪声放大管NE3210S01,利用ADS(Advanced Design System)软件设计、仿真、优化,放大器实测结果表明:在9.2 GHz～9.6 GHz频带内,噪声系数小于1.7 dB,带内增益达到33.5 dB,带内增益平坦度ΔG≤±0.3 dB,输入、输出驻波比均小于1.5。该放大器已应用于X波段接收机,效果良好,其设计方法可供工程应用参考。     

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.     

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.     

宽带CMOS低噪声放大器的设计

文章主要介绍应用于集群接收机系统的350MHz～470MHz低噪声放大器,采用0.6μm CMOS工艺。探讨了优化低噪声放大器的噪声系数、增益与线性度的设计方法,同时对宽带输入输出匹配进行了分析。这种宽带低噪声放大器的工作带宽350MHz～470MHz,噪声系数小于3dB,增益为24dB,增益平坦度为±1dB,输入1dB压缩点大于-15dBm。     

2.8～4.2GHz MMIC低噪声放大器

报道了基于0.25μm GaAs PHEMT工艺的2.8～4.2GHz MMIC低噪声放大器,详细介绍和分析了低噪声放大器的器件基础和设计原理,设计采用源极串联电感负反馈方法使输入阻抗共轭匹配和最小噪声匹配趋于一致,偏置网络采用自偏置栅压、单电源供电,并用ADS软件仿真。电路评估板选用Rogers RO4350B,在2.8～4.2GHz频段内测得增益大于20dB、增益平坦度小于2.5dB、噪声系数小于2.3dB、输入输出驻波比小于2.0。     

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。     

Narrow-band low-noise amplifier synthesis for high-performance system-on-chip design

In this paper, we present a systematic synthesis methodology for fully integrated narrow-band CMOS low-noise amplifiers (LNAs) in high-performance system-on-chip (SoC) designs. The methodology is based on deterministic gradient-based numerical nonlinear optimization and the normal boundary intersection (NBI) method for Pareto optimization. We simultaneously optimize transistor widths, bias voltages, and input and output matching network passive components, which yields integrated inductor values that are more than one order of magnitude less than those generated by several existing equation-based LNA design techniques. By generating significantly smaller inductor values, we enable the SoC integration of the complete LNA. When the synthesized LNAs are characterized using circuit-level simulation, our methodology yields up to 35% and 58% improvement in noise figure and gain, respectively.     

Design of low power UWB LNA based on common source topology with current-reused technique

This paper presents two low power UWB LNAs with common source topology. The power reduction is achieved by the current-reused technique. The gain and noise enhancement of the proposed circuit is based on an output buffer which is used by a common source amplifier with shunt–shunt feedback. Chip1 is an adopted T-match input network of 50 Ω matching in the required band. Measurements show that the S₁₁ and S₂₂ are less than −10 dB, and the maximum amplifier gain S₂₁ gives 9.7 dB, and the noise figure is 4.2 dB, the IIP3 is −8.5 dBm, and the power consumption is 11 mW from 1.1 V supply voltage. The input matching of chip2 is adopted from a LC high pass filter and source degenerated inductor. The output buffer with the RC-feedback topology can improve the gain, increase the IIP3, restrain the noise, improve the noise figure and decrease the DC power dissipation. Measurements show 13.2 dB of power gain, 3.33 dB of noise figure, and the IIP3 is −3.3 dBm. It consumes 9.3 mW from 1.5 V supply voltage. These two chips are implemented in a 0.18 μm TSMC CMOS process.