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基于CMOS工艺的一种低功耗高增益低噪声放大器
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&&采用0.18 μm CMOS工艺,两级共源结构实现了低功耗高增益的低噪声放大器设计.共源结构的级联采用电流共享技术,从而达到低功耗的目的.电路的输入端采用源极电感负反馈实现50 Ω阻抗匹配,同时两级共源电路之间通过串联谐振相级联.该LNA工作在5.2 GHz,1.8 V电源电压,能提供20 dB的增益(S21为20 dB),而噪声系数为1.9 dB,输入匹配较好,S11为-32 dB.
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CMOS低功耗运算放大器的研究与设计
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5.8GHz CMOS功率放大器研究与设计
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018μm+CMOS工艺WLAN+80211a功率放大器设计与实现.pdf68页
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硕士学位论文
0.18μm CMOS工艺WLAN 802.11a功率放大器设计与实现
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:李智群
随着无线通信技术的迅猛发展,以无线局域网和手机为代表的无线数据通信
在生活中得到了越来越广泛的应用。同时由于工艺以其成熟的工艺,低
廉的价格,高集成度以及低功耗等特点,正广泛的应用于射频集成电路设计领域。
功率放大器是射频发射机中的重要模块,用来放大射频信号,提高载波信号
的功率,提高其抗干扰的能力。不同的系统要求对功率放大器提出了诸如高线性
度或者高效率等的不同的要求。对于采用非恒包络幅度调制的系统,通常需要功
率放大器具有高线性度;而在一些手持式终端中,为了延长电池的工作时间,则
需要功率放大器具有高效率。
在设计功率放大器时,为了得到最大输出功率,可以采用负载牵引的方法来
获得最佳负载阻抗,然后通过输出匹配网络将负载阻抗变换成这个最佳阻抗。在
射频电路设计中,一个重要内容就是匹配网络的设计,常见的匹配网络结构有
型,型和?型。另一个需要考虑的就是放大器的稳定性,为了保证放大器能够
稳定工作,可以采用负反馈或者串并联电阻的方式。
本文介绍了一个基于 工艺,可应用于.无线局
域网标准的功率放大器设计。该电路采用三级全差分结构,功率输出级采用栅极
串联电阻,驱动级采用电阻并联负反馈的方式来保证稳定性。在.电源电压
下,增益为.,输出压缩点为,电路功耗为. ,效率为.
%。芯片面积为.×.
关键字:,无线局域网,功率放大器
邪“,’.‘个’ “矿’.
.。 . 谢 .
图片目录图发射机结构框图
图典型功率放大器结构
正在加载中，请稍后...基于CMOS工艺的超宽带射频功率放大器的研究与设计--《天津大学》2014年硕士论文
基于CMOS工艺的超宽带射频功率放大器的研究与设计
【摘要】：射频（RF）功率放大器（Power Amplifier）在无线移动通信系统、雷达以及卫星等多种系统中都有重要的应用。其中，采用CMOS工艺进行低成本、多制式及超宽带的射频收发芯片已经成为一种发展趋势。然而目前基于CMOS工艺的射频功率放大器芯片的设计还存在着一些问题和挑战。近年来随着技术的不断发展，CMOS射频功率放大器的研究也得到了较大的突破。
本篇论文以CMOS超宽带射频功率放大器为研究对象，并完成了电路的设计、仿真和测试。文中首先阐述了超宽带CMOS射频功率放大器的研究背景及意义，分析了基于CMOS工艺的射频功率放大器的优点及目前研究中面临的问题,其次总结了射频功率放大器的基本工作原理和技术，包括基本的分类、设计指标和线性化技术，对常用的宽带匹配技术进行了重点研究。最后在研究普通功率放大器电路的基础上，提出了一种三级单端结构的超宽带射频功率放大器。该功放的输入级通过偏置电路参与匹配，并没有采用额外的匹配器件，同时对于功放的输出级则采用了电阻反馈式结构，由此节省了很大的芯片面积。文中还对电路的设计过程进行了详细说明，给出了计算公式、电路仿真和流片测试结果。
本文采用GLOBALFOUNDRIES0.18μm CMOS工艺，利用Cadence软件进行功率放大器的仿真与优化，设计实现了一种性能良好的0.051.5GHz的超宽带CMOS射频功率放大器。在3.3V的电源供电条件下，该功放芯片实现了超宽带范围内20dB以上的增益，输入输出回波损耗分别为20dB和15dB左右。在433MHz和900MHz的RFID和GSM-R两种典型应用频段中分别可达到20.5dBm和19.5dBm的饱和输出功率，并且功率附加效率可达27%和19.5%。测试结果与仿真结果基本吻合，从而验证了本文提出的设计观点。
【关键词】：
【学位授予单位】：天津大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TN722.75【目录】：
摘要4-5ABSTRACT5-8第一章 绪论8-16 1.1 研究背景及意义8-11 1.2 射频发射机系统简介11-12 1.3 CMOS 工艺射频功放的研究现状12-15
1.3.1 CMOS 工艺射频功放的优势12-13
1.3.2 CMOS 工艺射频功放的挑战13-15 1.4 论文结构安排15-16第二章 射频功率放大器原理概述16-27 2.1 射频功率放大器原理及分类16-23
2.1.1 射频功放基本原理16
2.1.2 射频功放分类16-23 2.2 射频功率放大器主要指标23-27
2.2.1 稳定性23-24
2.2.2 S 参数24-25
2.2.3 输出功率25
2.2.4 效率25-26
2.2.5 线性度26-27第三章 超宽带射频功率放大器设计的主要技术27-38 3.1 匹配技术27-36
3.1.1 L 形匹配27-28
3.1.2 π形匹配28-29
3.1.3 T 形匹配29-30
3.1.4 Smith 圆图30-33
3.1.5 目前的研究进展33-36 3.2 线性化技术36-38第四章 CMOS 超宽带射频功率放大器的设计与实现38-64 4.1 超宽带射频功放的设计原理39-50
4.1.1 设计参数指标39
4.1.2 功率放大器电路的选择39-40
4.1.3 功率放大器电路原理分析40-48
4.1.4 完整的功率放大器电路结构48-50 4.2 超宽带功率放大器的版图设计50-52
4.2.1 版图设计要点50-51
4.2.2 功率放大器的版图设计51-52 4.3 功率放大器的后仿真结果52-58 4.4 功率放大器的测试结果58-64第五章 总结与展望64-66 5.1 论文总结64-65 5.2 未来工作展望65-66参考文献66-70发表论文和参加科研情况说明70-71致谢71
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