一种3.3 V 2-GHz CMOS低噪声放大器

介绍了一个针对无线通讯应用的2-GHz低噪声放大器(LNA)的设计。该电路采用标准的0.6μm CMOS工艺，电源电压为3．3V，设计中使用了多个片上电感。对低噪声放大器的噪声进行了分析，模拟结果显示，该电路能提供18dB的正向增益(S21)及良好的反向隔离性能(S12为-44dB)，功耗为33．94mW，噪声系数为2．3dB，IIP3为-4．9dBm。     

利用噪声抵消技术设计低噪声放大器

采用ADS软件设计并仿真了一种应用于WiMax2标准的低噪声放大器。该低噪声放大器基于TSMC 0.13μmCMOS工艺,工作带宽为2.3 GHz~2.7GHz。在电路设计中采用噪声抵消技术降低CMOS管的电流噪声。使用共栅极结构进行输入匹配,使用电容进行输出匹配。偏置电路采用电流镜原理。使用ADS2006软件进行设计、优化和仿真。仿真结果显示,在2.3 GHz~2.7GHz带宽内,放大器的电源电压在1.2V时,噪声系数低于1.96dB,增益大于21.8dB,整个电路功耗为9mW。     

低电压低功耗CMOS射频低噪声放大器的研究进展

由于无线移动终端重量、体积以及成本等各方面的限制，电路必须满足低电压、低功耗的要求。在CMOS射频低噪声放大器中，如何在满足性能指标要求的同时降低电源电压和功耗，已成为当前研究的热点。文章综述了几种降低CMOS低噪声放大器电源电压和功耗的方法，讨论了一些相关的设计问题。最后，展望了低电压、低功耗CMOS低噪声放大器的未来发展趋势。     

一种2.4 GHz低功耗可变增益低噪声放大器

设计了一种工作频率为2.4 GHz的低功耗可变增益低噪声放大器。针对不同的增益模式,采用不同的设计方法来满足不同的性能要求。在高增益模式下,通过理论分析,提出了一种新的定功耗约束条件下的噪声优化方法,考虑了栅匹配电感的损耗和输入端口的各种寄生效应,给出了简明而有效的设计公式和设计过程。在低增益模式下,提出了一种改进线性度的方法。采用TSMC 0.18 μm CMOS RF工艺进行了设计。后仿真结果表明,在功耗为1.8 mW时,最高增益为35 dB,对应的噪声系数为1.96 dB;最低增益为5 dB,对应的输入3阶交调点为3.2 dBm。     

CMOS低噪声放大器的噪声系数优化

目前大量的研究文献已经描述了如何找到使噪声系数最小的低噪声放大器输入网络的最佳品质因数,但是它们往往遗漏了一个重要的参数——源极电感负反馈低噪声放大器中的栅极电感,它的寄生阻抗为低噪声放大器增加了明显的噪声。本研究课题提出了2种优化方法,这2种方法均满足功率匹配并均衡了晶体管所产生的噪声贡献和栅极寄生阻抗所产生的噪声贡献,从而实现了在栅极电感品质因数、功耗、增益限制下的噪声优化。     

一种新型900MHz CMOS低噪声放大器的设计

对两种低噪声放大器(LNA)的构架进行了比较,详细推导了共源LNA的噪声系数与输入晶体管栅宽的关系及优化方法,设计了一种采用0.6 μ m标准CMOS工艺,工作于900MHz的新型差分低噪声放大器.在900MHz时,噪声系数为1.5 dB的情况下可提供22.5 dB的功率增益,-3dB带宽为1 50MHz,S11达到-38dB,消耗的电流为5mA.     

C波段低噪声放大器的设计

介绍了C波段低噪声放大器的设计和研制过程,并给出了研制结果.它采用平衡式电路结构来达到宽带、低噪声的性能.该放大器在5～6GHz的性能指标为:小信号功率增益GP≥30dB,增益波动△GP≤0.8dB,输出P-1≥10dBm,噪声系数NF≤1.0dB,输入驻波比≤1.2:1,输出驻波比≤1.2:1.     

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.     

一种3.8 GHz 0.25μm CMOS低噪声放大器的设计

从优化电路结构出发,提出并设计了一种工作于3.8 GHz的低噪声放大器。与传统级联结构相比,该电路引入了级间匹配网络。级间匹配网络的实现,可以使整个电路的功率增益、噪声系数等关键性能指标得到改善。电路采用0.25μm RF CMOS工艺制作,用Hspice软件对电路进行了模拟。结果表明,该电路的正向功率增益为15.67 dB,NF为2.88 dB,IIP3为-0.21 dBm,功耗为25.79 mW。     

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。     

A novel noise optimization technique for inductively degenerated CMOS LNA

This paper proposes a novel noise optimization technique. The technique gives analytical formulae for the noise performance of inductively degenerated CMOS low noise amplifier (LNA) circuits with an ideal gate inductor for a fixed bias voltage and nonideal gate inductor for a fixed power dissipation, respectively, by mathematical analysis and reasonable approximation methods. LNA circuits with required noise figure can be designed effectively and rapidly just by using hand calculations of the proposed formulae. We design a 1.8 GHz LNA in a TSMC 0.25 pan CMOS process. The measured results show a noise figure of 1.6 dB with a forward gain of 14.4 dB at a power consumption of 5 mW, demonstrating that the designed LNA circuits can achieve low noise figure levels at low power dissipation.     

CMOS低噪声放大器中噪声的系统研究方法

采用系统研究方法来分析包括MOS器件的沟道噪声和感应栅噪声在内的CMOS低噪声放大器中的噪声,并提出了一个新的噪声系数解析式.基于此解析式,讨论了分布栅电阻和内部沟道电阻对噪声性能的影响.对噪声性能进行了两种不同的优化,并应用于5.2GHz CMOS低噪声放大器的设计.     

A Systematical Approach for Noise in CMOS LNA

A systematic approach is used to analyze the noise in CMOS low noise amplifier(LNA),including channel noise and induced gate noise in MOS devices.A new analytical formula for noise figure is proposed.Based on this formula,the impacts of distributed gate resistance and intrinsic channel resistance on noise performance are discussed.Two kinds of noise optimization approaches are performed and applied to the design of a 5.2GHz CMOS LNA.     

基于低功耗约束的CMOS LNA的优化设计

针对低功耗电路发展的趋势,在传统的共源共栅结构基础上,同时引入实现噪声优化的PCSNIM技术和提高增益的级间匹配技术,通过合理调节晶体管的尺寸实现了低功耗的指标.电路采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺进行设计,模拟结果表明,在2.45 GHz工作频率下,输入输出匹配良好,增益为14.274 dB,噪声系数为0.669 dB,1 dB压缩点为-16.1 dBm,IIP3为-4.858 dBm,直流功耗仅2.628 mW.     

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。     

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。     

A CMOS variable gain LNA for UWB receivers

A CMOS variable gain low noise amplifier(LNA) is presented for 4.2-4.8 GHz ultra-wideband application in accordance with Chinese standard.The design method for the wideband input matching is presented and the low noise performance of the LNA is illustrated.A three-bit digital programmable gain control circuit is exploited to achieve variable gain.The design was implemented in 0.13-μm RF CMOS process,and the die occupies an area of 0.9 mm~2 with ESD pads.Totally the circuit draws 18 mA DC current from 1.2 V DC supply,the LNA exhibits minimum noise figure of 2.3 dB,S(1,1) less than -9 dB and S(2,2) less than -10 dB.The maximum and the minimum power gains are 28.5 dB and 16 dB respectively.The tuning step of the gain is about 4 dB with four steps in all.Also the input 1 dB compression point is -10 dBm and input third order intercept point(IIP3) is -2 dBm.     

具有宽带输入匹配性能和高线性度的31.7 GHz CMOS基毫米波低噪声放大器

本文基于CMOS工艺设计了一种工作于31.7GHz具有良好输入匹配性能和线性性能的低噪声放大器。宽带输入匹配性能的实现基于一种简单的LC网络的组合,使得S11的曲线在-10dB以下出现1个以上的凹谷。为了获得输入阻抗Zin与负载的关系,文中分析了匹配电路的原理,确定了影响Zin的关键因素。文中着重对Zin和负载配置的关系进行了深入探讨,这在以往并未引起太多关注。此外,本文使用级联矩阵建立了输入级噪声模型而非使用传统的噪声理论,这样一来,Zin和NF便可以用统一的公式进行计算。线性分析在本文也有所涉及。最后,本文设计了一个低噪声放大器加以验证。芯片测试结果表明本文设计的低噪声放大器具有9.7dB的功率增益,S11在频率高于29GHz的仪器量程范围内全部在-10dB以下。测得的输入1dB压缩点和3阶交调点分别为-7.8dB和5.8dB。低噪声放大器的制造采用90 nm射频CMOS工艺,包括焊盘在内整个芯片的尺寸为755 um x 670 um。电路在1.3 V电压下的耗散功率为24 mW。     

Input match and load tank digital calibration of an inductively degenerated CMOS LNA

This paper presents a technique for independently tuning the center frequency and quality of the input match for a CMOS low noise amplifier implemented using the inductive source degenerating topology. This technique allows for the input match to be centered to the desired frequency in the presence of process shifts and parasitic elements. The complete calibration loop is presented. The implemented calibration circuits allow for fast calibration, low additional power consumption during calibration, and negligible additional power consumption during operation. In addition, the center frequency of the load tank is tuned to match the desired center frequency of operation using the same calibration loop.     

零中频UHF RFID接收机中的低噪声放大器设计

介绍了一个基于0.18μm标准CMOS工艺,可用于零中频UHF RFID(射频识别)接收机系统的900MHz低噪声放大器.根据射频识别系统的特点与要求对低噪放的结构、匹配、功耗和噪声等问题进行了权衡与分析,仿真结果表明:在1.2V供电时放大器可以提供20.8dB的前向增益,采用源端电感实现匹配并保证噪声性能,噪声系数约为1.1dB,放大器采用电流复用以降低功耗,每级电路从电源电压上抽取10mA左右的工作电流,并使反向隔离度达到-87dB.放大器的IP3为-8.4dBm,1dB压缩点为-18dBm.