超低功耗CMOS低噪聲放大器和混頻器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，無線通信設(shè)備的便攜化、低功耗、低成本和高性能已成為發(fā)展趨勢。由功耗引發(fā)的電池續(xù)航時間、封裝成本、以及高集成芯片散熱等問題日益突出，降低功耗已成為當(dāng)前射頻集成電路設(shè)計的一個研究熱點與難點，為了滿足人們對無線終端系統(tǒng)越來越高的要求，研究與設(shè)計超低功耗的低噪聲放大器與混頻器具有重要意義。
　　本文簡要介紹了課題的研究背景與意義，分析了超低功耗低噪聲放大器與混頻器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對幾種常見的低功耗

2、技術(shù)和相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)存在的優(yōu)缺點進行了總結(jié)。在理論分析與仿真優(yōu)化的基礎(chǔ)上，本文提出了新型的高增益、低電壓的超低功耗低噪聲放大器和高線性度、低電壓的超低功耗超寬帶混頻器電路。本文的主要工作和成果如下:
　　(1)提出了一種可工作在5.2GHz的高增益、低電壓的超低功耗低噪聲放大器電路。該電路采用折疊級聯(lián)結(jié)構(gòu)和正向襯底偏置技術(shù)來降低LNA的工作電壓，第一級放大器利用源極電感負反饋技術(shù)較好地實現(xiàn)輸入阻抗匹配。為了使該LNA在獲得較高增益

3、的同時不惡化其它方面的性能，第二級放大器引入了變壓器負反饋跨導(dǎo)增強技術(shù)。仿真結(jié)果表明，在5.2GHz的工作頻率下，提出的低噪聲放大器的輸入反射系數(shù)S11和輸出反射S11分別為-14.3dB和-12.4dB，功率增益達到15.3dB，噪聲系數(shù)為0.8dB，輸入三階互調(diào)點約為-10.34dBm。在0.6V低電壓下，低噪聲放大器的功耗僅為0.8mW。
　　(2)提出了一種可工作在1.5～11.5GHz頻率范圍的高線性度、低電壓的超低功耗

4、超寬帶下混頻器電路。該電路以吉爾伯特雙平衡混頻器為基礎(chǔ)，采用本振信號襯底注入和正向襯底偏置技術(shù)來降低工作電壓。為了使該混頻器在獲得較高線性度的同時不惡化其它方面的性能，混頻器采用了改進型的源極負反饋共源結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果表明，在1.5～11.5GHz工作頻率范圍內(nèi)，提出的混頻器的功率轉(zhuǎn)換增益為6～7.2dB，單邊帶噪聲系數(shù)為18.4～20.5dB，輸入三階互調(diào)點為1.0～6.84dBm。在0.75V低電壓下，混頻器核心電路的功耗僅為0.46