發(fā)布時(shí)間：2023-04-29 01:10

　　隨著射頻集成電路與無線通信技術(shù)的發(fā)展,CMOS無線射頻收發(fā)技術(shù)越來越呈現(xiàn)高性能、低功耗的要求。低噪聲放大器作為射頻接收前端電路的關(guān)鍵模塊,對其性能和功耗的研究對于整個(gè)無線通信系統(tǒng)具有非常重要的意義。本文基于TSMC 55nm RF CMOS工藝,設(shè)計(jì)了一款2.4GHz低功耗窄帶低噪聲放大器。論文首先介紹了2.4GHz ISM頻段下低功耗射頻前端電路的研究意義與研究現(xiàn)狀,并結(jié)合射頻電路基本噪聲理論和經(jīng)典二端口網(wǎng)絡(luò)模型,對不同輸入阻抗匹配結(jié)構(gòu)的低噪聲放大器進(jìn)行了噪聲、增益等關(guān)鍵性能參數(shù)的分析。然后結(jié)合性能參數(shù)指標(biāo)要求,采用兩級級聯(lián)電流復(fù)用的共源級結(jié)構(gòu),有效降低了電路功耗;同時(shí)采用亞閾值區(qū)偏置技術(shù),提高晶體管跨導(dǎo)和增益,降低噪聲系數(shù);使用LC諧振網(wǎng)絡(luò)替代柵極串聯(lián)偏置大電感,節(jié)約設(shè)計(jì)的面積成本;另一方面,利用改進(jìn)的源極電感負(fù)反饋結(jié)構(gòu)和源極跟隨器結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了電路良好的輸入輸出阻抗匹配。最后完成低功耗低噪聲放大器的版圖設(shè)計(jì),并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。本文給出了低功耗低噪聲放大器的電路設(shè)計(jì)過程、前仿真結(jié)果、版圖設(shè)計(jì)過程和后仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明,電源電壓為1.2V下工作電流約為1.88mA,核心電路功耗...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 CMOS射頻集成電路發(fā)展
        1.1.2 ISM頻段介紹
        1.1.3 射頻接收前端關(guān)鍵模塊
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文組織和內(nèi)容安排
第二章 低功耗低噪聲放大器基本理論
    2.1 基本噪聲源
    2.2 經(jīng)典二端口網(wǎng)絡(luò)噪聲
        2.2.1 噪聲因子與噪聲系數(shù)
        2.2.2 最優(yōu)噪聲源導(dǎo)納
        2.2.3 MOSFET噪聲模型
        2.2.4 MOSFET二端口網(wǎng)絡(luò)噪聲
    2.3 多級級聯(lián)放大器噪聲
    2.4 低噪聲放大器的主要性能參數(shù)
        2.4.1 增益
        2.4.2 噪聲系數(shù)
        2.4.3 S參數(shù)
        2.4.4 線性度
        2.4.5 穩(wěn)定性
        2.4.6 功耗
    2.5 低噪聲放大器匹配結(jié)構(gòu)
        2.5.1 直接并聯(lián)電阻型共源級放大結(jié)構(gòu)
        2.5.2 阻性反饋共源級放大結(jié)構(gòu)
        2.5.3 共柵級放大結(jié)構(gòu)
        2.5.4 源極電感負(fù)反饋的共源級放大結(jié)構(gòu)
    2.6 常見低功耗技術(shù)與應(yīng)用
    2.7 本章小結(jié)
第三章 低功耗低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與前仿真
    3.1 低噪聲放大器電路結(jié)構(gòu)
    3.2 低噪聲放大器電路模塊分析
        3.2.1 亞閾值區(qū)偏置
        3.2.2 輸入匹配
        3.2.3 電流復(fù)用
        3.2.4 增益分析
        3.2.5 噪聲分析
        3.2.6 輸出匹配
    3.3 低噪聲放大器前仿真結(jié)果
    3.4 前仿真結(jié)果總結(jié)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 版圖設(shè)計(jì)與后仿真
    4.1 版圖設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
        4.1.1 匹配原則
        4.1.2 寄生參數(shù)的減小
        4.1.3 降噪規(guī)則
    4.2 版圖模塊設(shè)計(jì)
    4.3 低噪聲放大器后仿真結(jié)果
    4.4 后仿真結(jié)果總結(jié)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)



本文編號：3804853