【摘 要】
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随着万物互联时代的到来,物联网对射频集成电路的功耗、成本、性能要求越来越高。低噪声放大器作为射频接收机系统中的首级电路,它的性能决定了接收机系统性能的上限。传统的低噪声放大器电路结构越来越难以满足产品应用的需求,因此本文针对物联网这种低功耗低成本的应用提出了一种低噪声放大器电路结构以及一种有源电感电路结构,该结构在保证性能能满足应用需求的前提下,面积可以做到0.01 mm2以下,成本方面具有较大优
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随着万物互联时代的到来,物联网对射频集成电路的功耗、成本、性能要求越来越高。低噪声放大器作为射频接收机系统中的首级电路,它的性能决定了接收机系统性能的上限。传统的低噪声放大器电路结构越来越难以满足产品应用的需求,因此本文针对物联网这种低功耗低成本的应用提出了一种低噪声放大器电路结构以及一种有源电感电路结构,该结构在保证性能能满足应用需求的前提下,面积可以做到0.01 mm2以下,成本方面具有较大优势。本文的主要研究内容如下:1、提出了一种有源电感电路结构。该电路结构在回转器结构的基础上,通过主次两级回转器实现了较大的跨导,提高了电路的感值跟Q值。2、提出了一种全差分低噪声放大器电路结构。该电路在共栅级放大器电路的基础上,利用电容交叉耦合及衬底偏置技术来弥补低功耗电路中的增益,通过噪声抵消技术来优化电路的噪声性能,最后通过有源电感来降低电路的面积。3、通过对电路交流小信号模型的理论分析,推导出了本文提出的低噪声放大器电路的噪声、增益、输入阻抗等性能的数学函数,并根据电路各个参数与性能之间的关系来优化电路的性能。4、最终在Cadence Virtuoso软件搭建了电路模型,仿真实现了一个基于SMIC 130nm CMOS工艺的2.4 GHz低噪声放大器。功耗约为3 m W,噪声系数小于3 d B,增益大于20d B,输出1 d B压缩点高于-20 dBm。
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