一种采用双耦合等效跨导增强技术的94GHz CMOS LNA

采用55 nm CMOS工艺,设计了一款应用于毫米波成像系统的94 GHz低噪声放大器(LNA)。提出一种双耦合等效跨导增强技术,在提高增益的同时,实现良好的宽带输入匹配。使用中和电容技术和共栅管栅端短接技术,进一步提高增益,并保证放大器的高频稳定性。芯片测试结果表明,LNA的小信号增益最大值达到14.2 dB,3 dB带宽为87.1～95 GHz,噪声系数为6.7dB,输入1 dB压缩点为-13dBm。     

基于噪声抵消技术的CMOS宽带LNA设计

设计了一种用于1～4GHz射频前端的全集成CMOS宽带低噪声放大器。利用电流复用技术,对典型并联共栅-共源噪声抵消结构进行改进,以缓和噪声、增益及功耗之间的矛盾。采用在输入端引入电容电感并与MOS管寄生电容构成П形网络的方式来改善输入匹配特性。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺进行设计和仿真。仿真结果表明,LNA噪声系数小于3.24dB,输入反射系数S11小于-8.86dB,增益大于15.6dB,IIP3优于+1.55dBm,在1.8V单电源供电条件下功耗仅为16.2mW。     

基于0.18 μm CMOS工艺的2.4/5.2 GHz双频段LNA的设计

采用0.18 μm CMOS工艺,实现了双频段低噪声放大器设计.通过射频选择开关,电路可以分别工作在无线局域网标准802.11g规定的2.4 GHz和802.11a规定的5.2 GHz频段.该低噪声放大器为共源共栅结构,设计中采用了噪声阻抗和输入阻抗同时匹配的噪声优化技术.电路仿真结果表明:在2.4 GHz频段电路线性增益为15.4 dB,噪声系数为2.3 dB,1 dB压缩点为-12.5 dBm,IIP3为-4.7 dBm;5.2 GHz频段线性增益为12.5 dB,噪声系数为2.9 dB,1 dB压缩点为-11.3 dBm,IIP3为-5.5 dBm.     

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。     

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3~10GHz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(Ls)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 0.18μm 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-10dB,S12小于-32dB,S21为11.38±0.36dB,噪声系数为3.37±0.2dB,P1dB和IIP3分别为-9.41dBm和-2.7dBm。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。     

一种基于中和电容的60 GHz CMOS差分LNA

针对毫米波频段下硅基CMOS晶体管的栅漏寄生电容严重影响放大器的增益和隔离度的问题,采用交叉耦合中和电容抵消其影响,设计了一款60 GHz三级差分共源极低噪声放大器(LNA)。为减小级间匹配无源器件的损耗,节省芯片面积,采用变压器进行级间耦合。基于SMIC 55 nm RF CMOS工艺,进行了电路原理图和版图的设计与仿真。仿真结果显示,该LNA输入输出匹配良好,功率增益为21.1 dB,3 dB带宽为57.3~61.5 GHz,噪声系数为5.5 dB,输出1 dB压缩点为－0.64 dBm,功耗为34.4 mW,芯片尺寸为390 μm×670 μm。     

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。     

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。     

2.4 GHz CMOS低噪声放大器设计

提出并设计了一个2.4 GHz低噪声放大器,该放大器采用TSMC 0.25 μm RF CMOS工艺实现.与传统的共源共栅结构相比,该电路引入了一个电感与级间寄生电容谐振,使整个电路的线性度、噪声系数等     

短沟道下共栅结构宽带CMOS LNA的设计

基于短沟道MOS器件的过量因子随沟道长度降低缓慢增加的特征,研究了短沟道下共栅结构宽带低噪声放大器的噪声性能,并在0.18μm CMOS工艺下设计实现了共栅结构的宽带低噪声放大器.流片测试结果表明,在1.8 V电源电压、4.1 mA工作电流下,该系统获得6.1 dB的最小噪声系数;综合性能与长沟道下相近,符合理论分析和设计要求.     

1.3GHz 0.25μm CMOS低噪声放大器的设计

设计了一种基于0．25μm CMOS工艺的共源共栅型1．3GHz的LNA。从噪声优化、增益及阻抗匹配角度详细分析了电路的设计方法，讨论了寄生电容Cgd、C_match_in及共栅管沟道宽度W2对LNA性能的影响。采用ADS软件，对W2进行扫描和对LNAS参量和噪声系数进行仿真测试结果表明：该LNA在1．3GHz的工作频率下．具有良好的性能指标，噪声系数fN为1．42dB，增益S21为13．687dB．匹配参数S11为-14．769dB，S22为-14．530dB，反向隔离度S12为-52．955dB。     

基于噪声抵消技术的宽带低噪声放大器设计

采用0.18μm CMOS工艺,针对DMB-T/H标准数字电视调谐器应用,设计了一个基于噪声抵消技术的宽带低噪声放大器.详细分析了噪声抵消技术的原理,给出了宽带低噪声放大器的设计过程.仿真结果表明,在48～862 MHz频率范围内输入输出反射系数均小于-20 dB,噪声系数低于3 dB,增益大于17 dB,1 dB压缩点为-6dBm.在1.8V电压下,电路功耗为10.8mW.     

一种用于电视协调器的CMOS无电感互补噪声抵消低噪声放大器设计

本文介绍了一个用于电视协调器的CMOS无电感互补噪声抵消低噪声放大器。放大器包括一个共栅极和一个共源级,实现单端转差分的功能。采用的互补结构能够节省功耗和改善噪声系数。线性度也通过采用多个晶体管并联技术来增强。芯片采用SMIC 0.18μm CMOS 工艺。测试结果表明,在50MHz到860MHz频段内,电压增益达到13.5到16dB,噪声系数小于4.5dB,最小达到2.9dB,在860MHz频率处,输入1dB压缩点为-7.5dBm。核心电路在1.8V电源电压下,消耗6mA电流,芯片面积是0.2×0.2mm2     

2～5GHz宽带CMOS低噪声放大器设计北大核心CSCD

低噪声放大器（LNA）是无线通信系统的重要组成部分。采用TSMC 0.18μm互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺,设计了一款能够满足LTE和802.11 b/g/e等多种无线通信应用标准的2~5 GHz的宽带CMOS LNA。为了实现宽带输入匹配与足够大的宽带功率增益,并在有限的功耗下获得较低的噪声系数,设计的LNA使用了两级电阻反馈、电流复用结构和噪声消除技术。后仿真结果表明,在1.5 V直流电源供电下,电路功耗仅9.03 m W,低噪声放大器芯片核心面积仅为0.76 mm×0.81 mm,在2~5 GHz频段内,噪声系数为2.46~2.73 d B,功率增益大于16.7 d B,输入输出反射系数均低于-10 d B。因此,所设计的低噪声放大器,性能优良,适用于低噪声、低功耗的宽带无线通信产品。     

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。     

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.     

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。     

基于FC-AB结构的运放标准化设计流程研究北大核心

折叠式共源共栅和Class AB(FC-AB)结构的运算放大器被广泛研究和使用，但是其结构应用的多变性使设计者难以快速准确地设计出符合要求的电路。文章提出了一种标准化的运算放大器设计流程，设计者可以根据应用需求快速灵活地设计目标电路。以电流分配作为设计流程的起始点和调整点，以核心参数作为判据或约束项，进行迭代优化，最终通过相关电流和跨导确定器件尺寸。以流程图形式提出了低噪声运放的设计流程，关键器件尺寸的理论值和设计值平均误差为11.48%。根据该流程设计了一种低噪声运放，并采用0.18μm CMOS工艺进行了加工。运放关键电学参数都满足设计要求，其等效输入噪声为10.8 nV/√Hz,与目标值偏差1.8%。