[發(fā)明專利]一種超寬帶CMOS低噪聲放大器自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法及CMOSLNA設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410200526.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN103956978B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王巍;鐘武;徐巍;梁耀;趙辰;馮世娟;袁軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H03F1/26
• 分類號(hào): H03F1/26;H03F3/45
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所50123
• 代理人: 康海燕

1.一種超寬帶CMOS低噪聲放大器自動(dòng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，輸入CMOS?LNA設(shè)計(jì)指標(biāo)，獲取工藝參數(shù)；建立短溝道MOSFETs的一階靜態(tài)器件方程庫(kù)，對(duì)CMOS?LNA的電路性能進(jìn)行估算，完成晶體管參數(shù)的大信號(hào)和小信號(hào)分析，計(jì)算相關(guān)信息；建立通用電感源級(jí)負(fù)反饋的雙增益超寬帶CMOS?LNA電路結(jié)構(gòu)，調(diào)用基于噪聲和線性功率最佳的矢量空間算法，獲得CMOS?LNA電路的關(guān)鍵參數(shù)；將通用電感源級(jí)負(fù)反饋的雙增益超寬帶CMOS?LNA電路結(jié)構(gòu)和得到的關(guān)鍵參數(shù)導(dǎo)入Cadence模塊，完成電路的仿真設(shè)計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)指標(biāo)包括：工作頻率、增益、噪聲系數(shù)和輸入三階交調(diào)截點(diǎn)；所述工藝參數(shù)包括：柵氧化層的厚度、單位面積的柵氧化層電容、載流子遷移率、閾值電壓和飽和電壓；所述相關(guān)信息包括：漏電流、晶體管跨導(dǎo)及二階和三階晶體管非線性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通用電感源級(jí)負(fù)反饋雙增益超寬帶CMOS?LNA結(jié)構(gòu)的單端LNA結(jié)構(gòu)包括：輸入級(jí)寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)、放大結(jié)構(gòu)和輸出級(jí)，輸入級(jí)寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)采用并聯(lián)電容C_p、串聯(lián)電感L_g和由NMOS管M₁、柵源等效電容C_gs共同構(gòu)成的輸入寬帶π型匹配網(wǎng)絡(luò)，放大結(jié)構(gòu)由NMOS管M₁、NMOS管M₃構(gòu)成共源共柵結(jié)構(gòu)，共源共柵結(jié)構(gòu)輸出端采用電阻R_d和電感L_d并聯(lián)的電感峰化技術(shù)，提高并平坦帶寬內(nèi)的增益，共源共柵結(jié)構(gòu)輸入端連接輸入級(jí)寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，源級(jí)采用電感L_s形成負(fù)反饋，差分結(jié)構(gòu)的增益由輸出級(jí)的PMOS管M₅的開關(guān)電壓V_switch控制，通過開關(guān)電壓V_switch的改變控制輸出阻抗的變化，從而控制電路增益。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)用基于噪聲和線性功率最佳的矢量空間算法，獲得CMOS?LNA電路的關(guān)鍵參數(shù)包括計(jì)算輸入品質(zhì)因素Q_s和驅(qū)動(dòng)電壓V_od，具體包括：將電路的噪聲系數(shù)NF與Q_s和V_od的相關(guān)性，及線性度IIP₃與Q_s和V_od的相關(guān)性分別表示為兩個(gè)矢量空間：ξ₁{NF，V_od，Q_s}、ξ₂{IIP₃，V_od，Q_s}；定義CMOS?LNA電路電流消耗I_d與Q_s和V_od的關(guān)系矢量空間為：ξ₃{I_d，V_od，Q_s}；獲得ξ₁、ξ₂子空間分別為：ξS₁{NF<NFs，V_od，Q_s}，ξS₂{IIP₃>IIP₃s，V_od，Q_s}；將空間ξ₁與空間ξS₂取交集得到子空間ξS₃{NF，Q_sIIP₃，V_odIIP₃}，將子空間ξS₁與子空間ξS₃相交得到滿足最佳噪聲系數(shù)和線性度的Q_s和V_od子空間為ξTS＝ξS₁∩ξS₃；將ξTS子空間與ξ₃空間相交，得到最佳噪聲系數(shù)子空間ξ_opt＝ξ₃∩ξTS，在ξ_opt空間中選擇電流最小的點(diǎn)，得到最佳Q_s和V_od值，其中NFs、IIP₃s分別為目標(biāo)噪聲系數(shù)和三階交調(diào)截點(diǎn)參數(shù)。