一种低功耗CMOS LNA优化设计方法.pdf

第35卷第 1期 南 京 邮 电大 学 学报 (自然科学版) Vo1．35 No．1 2015年 2月 JournalofNanjingUniversityofPostsandTel (NaturalScienceEdition) Feb．2015 doi：10．14132／j．cnki．1673-5439．2015．01．018 一 种低功耗 CMOSLNA优化设计方法 周洪敏，张 瑛，于 映，丁可柯 (南京邮电大学 电子科学与工程学院，江苏 南京 210023) 摘要：基于SMIC0．18CMOS工艺，设计了一个工作频率为5．8GHz的差分低噪声放大器。针对低功 耗电路的设计要求，通过在输入级增加电容实现了限定功耗下的输入和噪声同时匹配。仿真结果表 明，设计的低噪声放大器具有 良好的综合性能指标。增益为22．47dB，噪声系数为1．167dB，输入反 射系数(．s)、输出反射系数(．s)、反向隔离度(5)分别为一24．74dB、一17．37dB、一31．52dB。在 1．5V电源电压下，功耗为 17．3mW。 关键词：低噪声放大器；噪声系数；输入匹配；低功耗 中图分类号：TN45 文献标志码 ：A 文章编号：1673-5439(2015)01-0114-05 OptimizationdesignmethodologyforCM OSLNA ZHOU Hongmin，ZHANG Ying，YU Ying，DING Keke (CollegeofElectronicScienceandEngineering，NanjingUniversityofPostsnadTelecommunications，Nanjing210023，China) Abstract：BasedonSMIC0．18CMOStechnology，a5．8GHzdifferentiallow noiseamplifierisdegined． Power—constrainedsimultaneousnoiseand inputmatchingisrealizedby addingacapacitortotheinput stageoftheLNA accordingtothelow consumptioncharacteristics．TheLNA hasperfectperformance． Simulationresultsshow thattheLNA achievesaforwardgainof22．47dB ，noisefigureof1．167dB ，in— putreflection(S11)of一24．74dB ，outputreturnloss(S22)of一17．37dB，andreverseisolationof 一 31．52dB．Theconsumingpoweris17．3mW at1．5V powersupply． Keywords：low noiseamplifier；noisefigure；inputmatching；low power 随着 CMOS(互补金属氧化物半导体)技术的迅 功率最大传输或为了使电路获得最小噪声系数，低 速发展，CMOS电路的特征频率不断增加，同时，由 噪声放大器还应具备输入阻抗匹配。在实际设计 于CMOS工艺成本低、集成度高、功耗 小，采用 中，这些性能指标会相互牵制相互影响，所以在设计 CMOS工艺设计射频前端电路 已经越来越普遍 。 过程中要对这些性能指标进行折中处理…。 低噪声放大器(LNA)位于接收机 的前端，是无 1 噪声分析与优化 线通信系统射频接收机前端非常重要的模块。所以 其性能的优劣对整个无线通信系统射频接收机起着 为了满足整个系统的性能要求，LNA需要足够 关键的作用。对低噪声放大器除了要求有优异的噪