2GHz低噪声放大器设计.pdfVIP

学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

摘要

摘要

随着科学技术的进步，人与人之间的联系与沟通，己由有线传送进步到无线

传输，使得无线通讯系统蓬勃发展。无线通讯系统以工作的频率可以分成三个主

要系统方块，分别是射频，中频，以及基频。而射频的部分为了满足阻抗匹配以

及设计上的需要，所以需要将面积大而又损耗高的电感导入使用，也因此使得

ＲＦＣＩ电路的设计考虑比基频和中频更加地复杂，并且需要建立更精确的模拟模

型，使得制作出来的芯片精确度提升。

随着无线通信技术和ＣＭＯＳ工艺的不断发展，我们希望体积可以越做越小，

越来越省电，使得待机时间增长，重量越来越轻使得可移动性增高，并且适用于

大量制造生产，加速产品的普及和生产成本的降低，所以ＣＭｏｓＲＦ的ＩＣ制作成为

目前相当热门的研究发展主题。

本文将采用ＣＭＯＳ工艺对无线射频接收模块低噪声放大器进行设计。由于

ＣＭＯＳ无源器件极大地影响着射频集成电路的性能，本文首先讨论了在

ＴＳＭＣ０．１８朋ＣＭＯＳ工艺下的无源器件。本文还分析了器件的噪声

理论，接着介绍了共源共栅低噪声放大器（ｃａｓｃｏｄｅ

ＬｏｗｅｒＮｏｉｓｅ

Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）

的基本原理和模型。并推导出了在功耗约束下的噪声优化技术和ＭＯＳＦＥＴ宽度的

计算公式。而通过限定功耗的噪声优化方法使我们的ＬＮＡ有较小的功耗的同时噪

声也较小。

ＬＮＡ的基础上引入一对交叉

最后，从上述原理出发，在电感负反馈ｃａｓｃｏｄｅ

耦合的电容，消除了寄生电容的影响。采用差分电路结构，通过功耗约束的噪声

优化方法设计了一个２ＧＨｚ下的ＣＭＯＳ低噪声放大器。其增益和噪声性能、线性度

和以往的设计方案对比都有了明显的提高。

本论文所设计的２ＧＨｚ的差分结构低功耗ＣＭＯＳ低噪声放大器采用了ＥＡＤ工

具ＡＤＳ２００９进行仿真。该软件也是目前最热门的微波电路设计和仿真软件。在著

名的微波仿真论坛和微波技术网都是讨论最多的ＥＤＡ软件。

在ＡＤＳ２００９下对电路进行仿真和优化后，本论文所设计的低噪声放大器在

１．８Ｖ供电下主要指标为：２３．２３ｄＢ的增益、０．７７８ｄＢ的噪声指数及

率消耗。这个结果表明，提出的理论分析是可以较为精确的预测低噪声放大器的

ｍ

学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

安徽大学硕士学位论文２ＧＨｚ低噪声放大器的设计

噪声性能的。

关键词：ＣＭＯＳ，低噪声放大器，电容交叉耦合，噪声

Ⅳ

学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

安徽大学硕士学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＤｕｅｔｏｔｈｅｉｎａｄＶａｎｃｅｉｎｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｒａｐｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｈａｓｓｈｏｒｔｅｎｅ