基于CMOS工藝的射頻前端關鍵模塊的研究與設計.pdf

1、本論文主要研究基于RF CMOS工藝射頻前端的低噪聲放大器、射頻功率放大器、射頻收/發(fā)開關。其中,針對低噪聲放大器研究了基于IEEE802.11a協(xié)議,工作頻率為5.15-5.825GHz的寬帶型和應用于CMMB的S波段,工作頻率為2.635-2.660GHz的窄帶型。功率放大器和射頻收/發(fā)開關都基于IEEE802.11g協(xié)議,工作于2.45GHz。設計均使用Cadence Spectre RF仿真器進行仿真,并對大部分設計進行了流片測

2、試。
　　基于IEEE802.11a的低噪聲放大器,選用源級電感負反饋結構,實現(xiàn)了良好的輸入匹配。后仿真結果表明,增益大于16.03dB,最大噪聲系數(shù)和輸入三階截點分別為2.565dB、-2.15dBm。應用于CMMB的可變增益的低噪聲放大器,后仿真結果表明:高增益時,功率增益S21大于10.55dB,噪聲系數(shù)NF小于1.27dB,輸入三階截點IIP3為1.8dBm,功耗為7.9mW。低增益時,后仿真功率增益S21大于-10.37

3、,噪聲系數(shù)NF為8.42到8.53dB,IIP3為15.38dBm。
　　基于IEEE802.11g的功率放大器的設計采用55nm CMOS工藝,使用兩級結構,電路工作于AB類,輸入輸出均采用片外匹配。后仿真結果表明在輸入1dB壓縮點為-0.46dBm時,輸出1dB壓縮點為23.2dBm,功率附加效率PAE為25.89％。
　　射頻收/發(fā)開關使用單刀雙擲結構,采用55nm CMOS工藝。由于發(fā)射和接收鏈路電路結構對稱,后仿真

4、結果類似:輸入輸出回波損耗均小于-13dB,插入損耗為1.5dB,隔離度為23dB。特別地,對于發(fā)射鏈路,輸入1dB壓縮為23.66dBm;對于接收鏈路,噪聲系數(shù)為1.6dB。
　　本論文對基于CMMB的低噪聲放大器,基于IEEE802.11g的功率放大器以及射頻收/發(fā)開關進行了流片測試。測試結果表明,基于CMMB的低噪聲放大器高增益時,S21為9.25到9.42dB,NF為1.99到2.26dB,IIP3為1.25dBm,直流功