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。     

3~10 GHz平坦增益超宽带CMOS LNA设计

提出了一种基于共源共栅及电阻并联反馈结构的超宽带低噪声放大器(LNA)。在3～10 GHz的工作频段范围内,采用电阻并联反馈和π型匹配网络结构,实现宽带输入匹配,并有效减小整个电路的噪声系数。利用共源共栅输出漏极的并联峰化技术,实现平坦的高频增益及噪声的有效抑制。采用源极电感(L_s)负反馈及晶体管M₃构成的源极跟随器,提高电路的线性度和输出匹配。基于TSMC 0.18 μm RFCMOS工艺库,采用Cadence Spectre RF,对LNA原理图和版图进行仿真。仿真结果显示,该LNA的S₁₁和S₂₂均小于-10 dB,S₁₂小于-32 dB,S₂₁为11.38±0.36 dB,噪声系数为3.37±0.2 dB,P1dB和IIP3分别为-9.41 dBm和-2.7 dBm。设计的LNA在带宽内具有良好的输入输出匹配、较好的反向隔离度及线性度、高且平坦的增益和低且平坦的噪声系数。     

用于“北斗二号”导航系统的低噪声放大器设计

基于0.5 μm InGaAs pHEMT工艺,设计了一款应用于“北斗二号”导航系统的共源共栅低噪声放大器,其工作频率为1 575.42 MHz。该设计采用具有源端电感负反馈的电路结构,实现良好的输入匹配和反向隔离性能。输出端采用T-型匹配,支持大功率信号传输。测试结果表明,该低噪声放大器的增益S₂₁为17.9 dB,噪声系数NF为0.92 dB,输入反射系数S₁₁和输出反射系数S₂₂分别为-9.9 dB和-10.9 dB,在2.85 V电压下,功耗为22 mW,且芯片面积仅为0.46 mm²,满足北斗导航系统要求。     

一种具有噪声抵消结构的无电感VHF宽带LNA

基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于VHF频段直接射频采样接收机的低噪声放大器。为解决在VHF频段使用电感而造成的面积大、难集成等问题,采用无电感结构设计,使电路具备单端输入、双端输出的功能;为减少噪声,采用共源共栅负反馈噪声抵消结构。后仿真结果表明,在30~300 MHz频带内,整体电路的输入匹配参数S₁₁小于-15 dB,输出匹配参数S₂₂小于-12.6 dB,增益范围为25.22~25.39 dB,噪声系数小于1.927 dB。版图尺寸为204 μm×365 μm。     

一种W波段SiGe BiCMOS平衡式功率放大器

基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种W波段平衡式功率放大器。采用了由两个单级放大器和两个3 dB差分正交耦合器组成的全差分结构。采用变压器匹配网络,实现了良好的输入与输出匹配性能。利用三维电磁场仿真软件进行了电磁仿真。仿真结果表明,在90~100 GHz频段内,输入与输出的匹配良好,输入反射系数S₁₁小于-17 dB,输出反射系数S₂₂小于-14 dB。在94 GHz频率处,小信号增益为6.1 dB,输出1 dB压缩点功率为10.2 dBm。芯片尺寸为1.22 mm × 1.42 mm。该功率放大器适用于通信、雷达、成像等领域。     

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。     

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。     

一种低功耗双频段低噪声放大器

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计并实现了一种双频段低噪声放大器(DB-LNA)。在输入级中,采用了2个LC并联谐振网络串联结构,结合PMOS管的源极负反馈电感,实现了DB-LNA在双频段的输入阻抗匹配。在放大级中,采用CMOS互补共源放大结构和电流复用技术,在提高系统增益的同时,实现了DB-LNA的低功耗。在输出级中,采用NMOS晶体管作电流源的源跟随器,对信号电压进行缓冲,实现了输出阻抗匹配。利用ADS进行仿真验证,结果表明,该低噪声放大器在1.9 GHz和2.4 GHz 2个工作频段下,其增益(S₂₁)分别为26.69 dB和20.12 dB;输入回波损耗(S₁₁)分别为-15.45 dB和-15.38 dB;输出回波损耗(S₂₂)分别为-16.73 dB和-20.63 dB;噪声系数(NF)分别为2.02 dB和1.77 dB;在3.5 V的工作电压下,静态功耗仅有9.24 mW。     

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.     

用于UHF RFID接收机的双模低噪声放大器的设计

采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于UHF RFID接收机的双模低噪声放大器,用以满足侦听模式和阅读模式对接收机的不同需求。该低噪声放大器通过一种开关可控双模偏置电路,使其在高增益与高线性度两种模式间进行自由切换;运用复制型偏置技术,抑制了PVT变化对电路的影响;采用共模反馈技术和交叉耦合电容技术,改善了电路的线性度和噪声性能。仿真结果表明,在PVT变化的情况下,高增益模式时,放大器的增益(S₂₁)达到11 dB,输入匹配(S₁₁)为-16.1 dB,噪声系数(NF)为2.75 dB,P1dB为-11.2 dBm;高线性度模式时,增益(S₂₁)达到4.2 dB,输入匹配(S₁₁)为-16.9 dB,噪声系数(NF)为3.52 dB,P1dB为0.35 dBm。