CMOS藍牙收發(fā)器中低噪聲放大器的設(shè)計及高頻噪聲研究.pdf

1、對于CMOS無線收發(fā)器信機中的射頻電路模塊而言,低噪聲是一個非常重要的性能指標(biāo).然而,無論是BSIM3噪聲模型還是著名的van der Ziel模型都不能很好地模擬亞微米MOSFET中的高頻噪聲,因此,對亞微米器件的高頻噪聲進行建模是該文的一個重點內(nèi)容.該文首先從MOSFET熱噪聲的產(chǎn)生機制——載流子與熱振動著的晶格原子或電離的雜質(zhì)離子之間的隨機碰撞出發(fā),從微觀的角度,分析了載流子速率大小與方向的隨機變化所產(chǎn)生的噪聲、射率的范圍內(nèi)載流子

2、的速率波動所產(chǎn)生的噪聲與Nyquist熱噪聲之間的關(guān)系.然后,基于亞微米MOSFET高頻噪聲的起源及短溝道效應(yīng),詳細研究了漏極電流噪聲與柵感應(yīng)噪聲,進行了定量的公式推導(dǎo),給出了完整的高頻噪聲模型;還分析了器件的工作狀態(tài)、尺寸大小以及外加偏置電壓與其噪聲性能之間的關(guān)系,從噪聲優(yōu)化的角度對電路設(shè)計給予指導(dǎo);利用線性網(wǎng)絡(luò)噪聲分析原理將一個復(fù)雜電路系統(tǒng)(低噪聲放大器)的噪聲分析轉(zhuǎn)化成多個表示噪聲的相關(guān)矩陣間的矩陣運算,并借助MATLAB,分析了

3、高頻寄生效應(yīng)、工作偏壓等因素對系統(tǒng)噪聲性能的影響.該文另一個工作重點是設(shè)計集成于藍牙收發(fā)器信機芯片中的射頻低噪聲放大器.通過控制偏置電路所產(chǎn)生的偏置電壓與電流,實現(xiàn)低噪聲放大器的增益可控;為滿足實用性的需要,考慮了封裝及靜電保護電路(ESD),從噪聲優(yōu)化、阻抗匹配、增益及線性度的角度討論了電路的設(shè)計方法,重點分析了寄生參數(shù)對電路性能的惡化;在電路實現(xiàn)及版圖設(shè)計方面,采取相應(yīng)的措施盡量減小高頻寄生效應(yīng);此外,還研究了電路性能測試方案及測試