基于0.18μmcmos工艺的超宽带低噪声放大器设计

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1、苏州大学硕士学位论文基于0.18μmCMOS工艺的超宽带低噪声放大器设计姓名：徐国明申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：鲁征浩2010-10-15基于0.18μmCMOS工艺的超宽带低噪声放大器设计中文摘要基于0.18µmCMOS工艺的超宽带低噪声放大器设计中文摘要由于超宽带（UWB）技术能够在短距离内以几百兆的速率进行数据传输，帮助人们摆脱对导线的依赖，超高速数据的无线传输因此成为现实。尽管目前超宽带技术的标准还没有完全统一，但是低噪声放大器终归是其接收机中的一个不可或缺的重要模块。本文首先讨论了低噪声放大器（LNA）的研究现状及意义，接下来介绍了一些CMOS基本工艺

2、、MOSFET技术。在第三章讨论了低噪声放大器设计理论，包括射频电路基础知识、射频电路中的阻抗匹配，并对低噪声放大器的结构及性能进行一定的分析。在第四章首先介绍了超宽带技术，接着分别设计了两种基于0.18µmCMOS工艺、适用于无线通信系统接收前端的超宽带低噪声放大器（UWBLNA），结合Cadence软件进行仿真，得出了一些仿真数据。仿真发现两种超宽带低噪声放大器输入、输出均实现良好的阻抗匹配，其输入端的反射系数S11和输出端的反射系数S22在3.1-10.6GHZ频带范围内都是小于-10dB的，噪声系数都在4.3dB以下。在3.1-10.6GHZ的频带范围内两种超宽带低噪声放大

3、器的增益分别为12±1dB及29±1dB，在1.8V工作电压下放大器的直流功耗约分别为21.6mw和37.44mw。关键词：CMOS超宽带低噪声放大器作者：徐国明指导教师：鲁征浩IAbstractDesignofUltra-Wide-BandLowNoiseAmplifierBasedonthe0.18µmCMOSTechnologyDesignofUltra-Wide-BandLowNoiseAmplifierBasedonthe0.18µmCMOSTechnologyAbstractTheultra-wide-band(UWB)technologyenablesthedatat

4、ransmissionatarateuptoseveralmega-bitpersecondwithinashortdistance,makingultra-high-speedwirelessdatatransmissionpossible.AlthoughUWBstandardsareyettobeunified,lownoiseamplifier(LNA)withultra-widebandwidthisalwaysanindispensablecomponent.Thispaperstudiestheresearchstatusandsignificanceoflow-no

5、iseamplifiers.ThebasicknowledgeofCMOStechnologyrelevanttoLNAdesignisalsodescribed.Thethirdchapterdiscussesthelow-noiseamplifierdesigntheory,includingsomebasicknowledgeofRFcircuits,RFcircuitimpedancematching,andlownoiseamplifierstructureandperformancewithsomeanalysis.Inthefourthchapter,weintrod

6、ucesomeultra-widebandcircuitdesignmethods,andthendesigntwoultra-widebandlownoiseamplifiersrealizedin0.18µmCMOStechnologyforwirelesscommunicationsystems.TheproposedcircuitsaredesignedandsimulatedinCadence.Simulationfoundthatthetwoultra-widebandlownoiseamplifierinputandoutputaretoachievegoodimpe

7、dancematching,theinputreflectioncoefficientS11andoutputreflectioncoefficientS22inthefrequencyrange3.1-10.6GHZarelessthan-10dB,thenoisecoefficientin4.3dBless.Inthe3.1-10.6GHZfrequencyrangeoftwoultra-widebandlow-noiseamplifiergainwas12±1d