一种新型双频段可变增益低噪声放大器.doc

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1、一种新型双频段可变增益低噪声放大器　　摘要：采用SMIC0.13μmRFCMOS工艺，设计了一款新型的双频段可变增益低噪声放大器，应用于GSM900/DCS1800双频网络通讯系统中.分别采用多谐振网络和开关谐振网络完成输入输出双频段阻抗匹配，采用共栅旁路管和开关切换电阻完成4挡可调增益，有效地解决变频段和变增益兼容难的问题.另外，采用共源共栅差分对结构获取高隔离度和低二次谐波失真.1.2V电源电压，版图面积为0.43μm×0.65μm.仿真结果表明，在GSM900频段电压增益20.6～12.7dB4挡可调，NF：1

2、.45～2.05dB；在DCS1800频段电压增益19.3～11.2dB4挡可调，NF：1.36～2.55dB；S11均小于-17dB.　　关键词：低噪声放大器；双频段；可变增益；阻抗匹配　　中图分类号：TN402文献标志码：A　　NewDual-bandVariableGainLowNoiseAmplifierCHENDiping，JIANGGuangcheng，MAJun　　　　Abstract：Thispaperproposedadual-bandvariablegainlownoiseamplifierbyu

3、singSMIC0.13μmRFCMOSprocess.TheDBVG-LNAcanbeusedinGSM900/DCS1800dual-bandwirelessnetworkingcommunicationsystem.Themulti-resonancenetworkandswitchingresonantnetworkareusedrespectivelytoachievetheinputandoutputdual-bandimpedancematching.Thecommongatebypasstransis

4、torandswitchingresistanceareusedtoobtainfourvariablegains，effectivelysolvingtheproblemwherethevariablebandandvariablegainareincompatible.Inaddition，acascodedifferentialtopologywasusedtogetahighisolationandalowsecondharmonicdistortion.Withasupplypowerof1.2V，thel

5、ayoutareaofthecircuitis0.43μm×0.65μm.Thesimulationresultsshowthatwhenthevoltagegainrangeis20.6～12.7dB，NFis1.45～2.05dBinGSM900band，whilewhenthevoltagegainrangeis19.3～11.2dB，NFis1.36～2.55dBinDCS1800band.Moreover，bothS11arebelow-17dB.　　Keywords：lownoiseamplifier；d

6、ual-band；variablegain；impedancematching　　随着移动互联时代的到来，无线通讯产品支持多种通信标准成为迫切需求[1]，兼容多频段的射频前端成为了目前热门的研究对象.除此之外，为了扩展系统动态范围，要求射频前端增益可配置.低噪声放大器常作为接收链路的第一级，其增益、线性度及噪声系数等指标直接影响接收前端的整体性能.近年来，在多标准接收机设计中，完成一款频带和增益同时可配置的低噪声放大器显得尤为重要.　　有很多种实现双频段的方法，文献[2]采用三阶切比雪夫带通滤波器实现宽带输入阻抗匹配

7、，但引入宽频段的噪声对后级镜像抑制提出更高要求.文献[3]采用工作在不同频段的低噪声放大器并联结构，面积和功耗都因此增加一倍.文献[4]论述了开关切换电感，调整谐振频率的方法，但阻抗匹配程度受限于片内电感的Q值[5].同样也可以通过改变输入管跨导、输出负载以及增加旁路管或衰减通路等多种方法改变增益，文献[6]调整偏置电压实现增益可调，但不支持多频段.文献[4，7]虽然支持多频段，但不能提供多挡增益且均采用单端输入单端输出结构，二次谐波抑制较差.文献[1，8]在片内实现单端转差分，但片内有源巴伦对工艺依赖性强，存在一定

8、程度的增益和相位误差，并针对不同的调制模式有不同程度的影响.　　本文设计了一款应用于GSM900/DCS1800系统的差分低噪声放大器，输入采用片外无源阻抗匹配网络[9-10]，输出采用�_关电容和抽头电感构成的并联谐振网络，获得较好的双频段阻抗匹配.低噪放核心电路采用带源级退化电感的共源共栅差分对，获得较高的二阶交调截止点.利用共栅旁路管和M