【硕士论文】2.4GHz CMOS低噪声放大器的研究与设计.pdf

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1、上海大学硕士学位论文2.4GHzCMOS低噪声放大器的研究与设计姓名：陈雪芳申请学位级别：硕士专业：无线电物理指导教师：程东方20050518洵人学坝I学位论义中文摘要近几十年来，随着无线通讯技术的不断发展，人类已基本实现随时随地通信的梦想，相应地，人类对高性能大容量无线通信系统的需求也越来越大。在这种形势下，射频与通信集成电路的研究已趋于白热化。本论文主要对射频通信系统中的关键模块之一——低噪声放大器展丌了一些研究和设计工作。本文设计的是用于无线局域网收发机射频前端，符合IEEE802．11b标准规定的2．4GHzCMOS低噪声放大器。噪声系

2、数是低噪声放大器最为重要的性能指标，因此本文讨论并总结了亚微米MOS管的高频噪声模型。本文对CMOS低噪声放大器的基本拓扑结构和主要性能指标做了一些总结，并从改善噪声系数、阻抗匹配、增益和线性度的等角度进行电路的设计，最终完成SMIC0．259m工艺的2．4GHzCMOS低噪声放大器的电路设计和版图设计。由于平面螺旋电感对射频集成电路的性能有很重要的影响，因此本论文用AnsofiHFSS软件进行FET(finiteelementmethod)仿真，对平面螺旋电感做了一些研究。研究的结果表明，金属厚度对平面螺旋电感Q值的影响在很大程度上取决于电感

3、内径的大小，并总结了设计平面螺旋电感应该遵循的原则，对于设计高性能平面螺旋电感具有重要的指导意义。本文的最后一章对所做工作进行了总结。并对今后的工作提出了自己的看法和建议。关键词：CMOS低噪声放大器片上平面螺旋电感MOS管的高频噪声噪声系数Q值V为人学螂I擘位论立ABSTRACTWiththedevelopmentofthetechnologyofwirelesscommunicationinrecentdecades，peoplehavebasiclyrealizedthedreamofcommunicationanywhereandany

4、time．Atthesametime，thedemandforhigh·performanceandlarge-capabilitywirelesscommunicationsystemshasbeenonagreatupsurge．Undersuchcircumstances，researehsinthefieldofradioandwirelesscommunicationICbecomemoreandmoreheated．Oneoftheprincipalmodules—Lownosieampliferhavebeendiscusseda

5、nddesigninthepaper．AccordingtoIEEE802．1lbstandard，researchanddesignOn2．4GHzLownoiseamplifierofWLANtransceiverRFfront—endaredoneinthisthesie．FortownosieamplifierwithinaCMOSwirelesstransceiVer-lownoiseperformanceisveryimportant，SOhigh—frequencynoisemodelingofsub—micronMOSFETis

6、discussedinthepapeLFourcommonLNAarchitecturesandmainperformanceparametersofCMOSLNAaresummarizedinthethesis．ThecircuitandLayoutdesignof2．4GHzCMOSLNAinSMIC0．25pIllprocessareimplemented．fromtheimprovementofnoise-figure，impedancematch，gainandnon—linearityperformanceandSOon，There

7、searchonon-chipplanarspiralinductorsbyFEMsimulationusingAnsoflttFSSisdone，sincetheon-chipplanarspiralinductorshaveasignificanteffectonthepertbm．IanceoftheRFcircuits．Accordingtotheresearchresults，ithasbeenshownthatthemetalthicknesseffectontheQ—factordependsontheinnermostturnd

8、iameteroftheplanarspiralinductor．Atlast，theguidelinesfortheon—chipplanarspi