2.4GHz SOI CMOS窄带低噪声放大器设计

发布时间：2021-05-17 12:10

　　近年来,无线传感网络（Wireless Sensor Network）因其具有低成本、低功耗、分布式和自组织等优点,已被广泛应用于家居、医疗、环境、工业等领域。无线射频收发模块是无线传感网的重要组成部分,其研究已成为当下热点之一。低噪声放大器（Low Noise Amplifier,LNA）作为接收系统的第一级有源电路,其噪声、功耗等性能的优劣将直接影响整个射频收发系统的性能。由于SOI CMOS工艺具有功耗小,工作速度快,寄生电容小等优点,因此研究基于SOI CMOS工艺的低噪声放大器具有重要的意义。本文采用0.28μm SOI CMOS工艺,设计应用于WSN的2.4GHz窄带低噪声放大器。论文在介绍窄带LNA的性能参数、对比和分析常见的几种LNA结构优缺点的基础上,选取差分式共源共栅低噪声放大器结构,同时采用电容交叉耦合技术,提高线性度,增强隔离度。采用源极电感负反馈技术,降低噪声,实现阻抗匹配。本文给出了窄带LNA的设计过程,包括主电路结构、输入输出匹配和ESD保护等。给出了窄带LNA的前仿真结果、版图设计和后仿真结果。后仿真结果表明,在室温27℃、TT工艺角及1.5V的电源电压... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与设计指标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 设计指标
    1.4 论文组织
第2章 低噪声放大器原理
    2.1 低噪声放大器的性能参数
    2.2 低噪声放大器的基本结构
    2.3 本章小结
第3章 窄带低噪声放大器的设计及前仿真
    3.1 SOI工艺介绍
    3.2 窄带低噪声放大器的设计
        3.2.1 电路基本结构确定
        3.2.2 输入匹配
        3.2.3 等效跨导技术应用
        3.2.4 缓冲器设计
        3.2.5 ESD保护电路设计
        3.2.6 电路总体方案
    3.3 窄带低噪声放大器的前仿真结果
        3.3.1 直流工作点
        3.3.2 稳定性前仿真结果
        3.3.3 S参数与电压增益前仿真结果
        3.3.4 噪声系数前仿真结果
        3.3.5 1dB压缩点的前仿真结果
        3.3.6 窄带低噪声放大器的前仿真结果总结
        3.3.7 各工艺角前仿真结果汇总
    3.4 本章小结
第4章 窄带低噪声放大器的版图设计及后仿真
    4.1 版图设计
        4.1.1 寄生参数
        4.1.2 版图的对称性
        4.1.3 天线效应
        4.1.4 闩锁效应
        4.1.5 线电流密度
    4.2 窄带低噪声放大器的版图设计
    4.3 窄带低噪声放大器的后仿真
        4.3.1 直流工作点
        4.3.2 稳定性后仿真结果
        4.3.3 S参数与电压增益后仿真结果
        4.3.4 噪声系数后仿真结果
        4.3.5 1dB压缩点与三阶截点的后仿真结果
        4.3.6 窄带低噪声放大器的后仿真总结
        4.3.7 各种工艺角后仿真结果汇总
    4.4 本章小结
第5章 窄带低噪声放大器的芯片测试方案
    5.1 窄带低噪声放大器的引脚说明
    5.2 测试所需仪器
    5.3 窄带低噪声放大器的测试方案
        5.3.1 线缆损耗测试
        5.3.2 直流工作点测试
        5.3.3 S参数测试
        5.3.4 噪声系数测试
        5.3.5 输入1dB压缩点测试
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种低功耗双频段低噪声放大器[J]. 陈鹏辉,张万荣,金冬月,谢红云,邓蔷薇,刘鹏,王忠俊,张良浩,王肖,赵彦晓.  微电子学. 2016(04)
[2]集成电路版图设计的技巧[J]. 齐俊玮.  黑龙江科技信息. 2014(19)
[3]应用于DCS1800,PCS1900,WCDMA Bluetooth的多模窄带低噪声放大器[J]. 路守领,韩科锋,王俊宇.  复旦学报(自然科学版). 2010(06)
[4]带ESD保护的2.4GHz低噪声放大器的分析与设计[J]. 张浩,李智群.  高技术通讯. 2010(04)
[5]浅谈CMOS模拟集成电路版图设计的器件匹配方法[J]. 姚芳,李秋利.  集成电路通讯. 2008(04)
[6]RF集成电路工艺探讨[J]. 史又华,陆生礼,时龙兴.  电子器件. 2002(02)

硕士论文
[1]CMOS低噪声放大器的设计与优化[D]. 黄晓华.浙江大学 2010



本文编号：3191739