5.8 GHz 0.18 μmCMOS低噪声放大器的设计

周洪敏，张 瑛，丁可柯

南京邮电大学 电子科学与工程学院，南京 210046

5.8 GHz 0.18 μmCMOS低噪声放大器的设计

周洪敏，张 瑛，丁可柯

南京邮电大学 电子科学与工程学院，南京 210046

1 引言

近些年来，随着无线通信技术的迅猛发展，高集成度、小型化和低功耗成为了无线通信的重要特征和需要。由于CMOS器件具有功耗低且集成度高的优点，CMOS技术正越来越多地应用于无线射频收发芯片的设计。低噪声放大器（LNA）是无线接收机前端的关键模块，它需要满足以下要求：具有低的噪声系数以提高接收机的灵敏度；具有足够的增益以抑制后级电路的噪声对系统的影响；要求有一定的线性度，以保证接收到的射频信号不失真；为了避免能量损失和对天线的反射干扰，LNA的输入阻抗应该与前端源阻抗匹配；具有较低的功耗[1]。在实际设计中，这些性能指标会相互牵制相互影响，所以在设计过程中要对这些性能指标进行折衷处理[2]。

2 电路设计与优化

2.1 电路结构分析

基于CMOS工艺的低噪声放大器设计一般采用经典的共源共栅源级电感负反馈结构[3]，基于这种结构本文设计了一种工作频率为5.8 GHz的CMOS低噪声放大器如图1所示，M1是放大管，Lg、Ls与放大管一起实现输入阻抗匹配，并将输入功率信号转化为电流信号，利用源级电感Ls来得到一个具有正实部的输入阻抗，并可以在功耗受限的情况下得到较优的噪声性能。M2是Cascode管，用于减少共源管M1的Miller效应和有限输出阻抗对放大器性能的影响，并提供良好的反向隔离性[4]。……