1 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 43007
2 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
设计了一种双宽带毫米波低噪声放大器。该低噪声放大器可通过射频开关对无源电感重新配置, 使其可以分别工作在中心频率为28 GHz和32 GHz的频段下, 适用于5G毫米波通信。该可重构低噪声放大器基于55 nm CMOS工艺设计。后仿真结果表明, 该可重构低噪声放大器在控制电压(Vs)为0 V的情况下, 在中心频率为28 GHz时, 增益为23 dB, 输入1 dB压缩点为-54 dBm; 在-3 dB带宽261~322 GHz(61 GHz)内, 噪声系数为41~44 dB; 在Vs为12 V的情况下, 在中心频率变为32 GHz时, 增益为20 dB, 输入1 dB压缩点为-75 dBm; 在-3 dB带宽28~34 GHz(6 GHz)内, 噪声系数为44~47 dB。芯片面积为070×055 mm2, 在12 V的电源电压下功耗为252 mW。
低噪声放大器 5G毫米波 可重构 宽带 low noise amplifier 5G millimeter-wave CMOS CMOS reconfigurable wideband
1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
2 东南大学 毫米波国家重点实验室, 南京 210096
基于018 μm CMOS工艺设计了一种用于WBAN 402~405 MHz频段具有低功耗全数字锁频和灵敏度校准功能的超再生收发机。采用具有噪声抵消技术的巴伦低噪声放大器, 以减少无源匹配器件数量和适应低压工作; 超再生数控振荡器采用数字控制电容阵列实现频率调谐, 以消除猝灭操作期间振荡器的频率漂移; 采用全数字锁频环替代频率综合器, 以降低传感器节点的功耗; 灵敏度校准环路与自动幅度控制环路共享组件, 以减小校准误差, 并能够在不中断接收状态的情况下动态校准接收机灵敏度。仿真结果表明, 在1 V电源电压下, 接收机灵敏度为-90 dBm, 功耗为189 mW, 其中全数字锁频环功耗为78 μW; 发射机功耗为196 mW, 效率为28%。
超再生接收机 全数字锁频环 巴伦低噪声放大器 数控振荡器 灵敏度校准 SRR ADFLL Balun-LNA DCO sensitivity calibration
1 桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004
2 中国电子科技集团公司 第三十四研究所, 广西 桂林 541004
3 复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室, 上海 200433
采用SANAN公司的0.25 μm E-Mode pHEMT工艺,基于ADS仿真,设计了一款工作频率为2.0~4.2 GHz的两级级联的宽带LNA芯片。芯片采用电阻偏压的方式,实现了3.3 V单电源供电。同时,设计了一种改进型的RLC并联负反馈结构,实现了宽带匹配。仿真结果表明,该LNA在2.0~4.2 GHz频段内,最大增益为30.9 dB,增益平坦度为±0.6 dB左右,输入回波损耗小于-9 dB,输出回波损耗小于-12 dB;噪声系数为(1.2±0.14) dB;系统稳定性因子K在全频带内大于2.8;芯片面积为0.78 mm×2.2 mm。
低噪声放大器 自偏置 负反馈 low noise amplifier self bias ADS ADS negative feedback GaAs GaAs
强激光与粒子束
2023, 35(3): 033006
1 西安交通大学 电信学院, 西安 710049
2 西安交通大学 微电子学院, 西安 710049
3 华为技术有限公司, 广东 东莞 523808
采用55 nm标准CMOS工艺,设计并流片实现了一种应用于Wi-Fi 6(5 GHz)频段的宽带全集成CMOS低噪声放大器(LNA)芯片,包括源极退化共源共栅放大器、负载Balun及增益切换单元。在该设计中,所有电感均为片上实现;采用Balun负载,实现信号的单端转差分输出;具备高低增益模式,以满足输入信号动态范围要求。测试结果表明,在高增益模式下该放大器的最大电压增益为20.2 dB,最小噪声系数为2.2 dB;在低增益模式下该放大器的最大电压增益为15 dB,最大输入1 dB压缩点为-3.2 dBm。芯片核心面积为0.28 mm2,静态功耗为10.2 mW。
低噪声放大器 巴伦 高低增益模式 low noise amplifier balun high gain and low gain mode Wi-Fi 6 Wi-Fi 6
1 中国科学院半导体研究所 光电子研究发展中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
针对光载无线通信(RoF)系统对高增益、小型化光接收模块(ROSA)的需求, 基于混合集成技术, 设计并制作了一种高增益的四通道ROSA器件, 尺寸为20.0mm×14.0mm×5.9mm。模块内集成了低噪声放大器(LNA)芯片以提高射频信号增益, 建立了射频信号传输电路, 并对器件特性进行了仿真分析。经测试, 器件的射频信号增益达14dB, -3dB带宽为23GHz, 在1550nm波长的入射光下, 器件的响应度为0.81A/W, 相邻信道之间的射频信号串扰小于-40dB。该模块对于减小RoF系统的体积和功耗具有重要意义。
光接收模块 光电探测器 低噪声放大器 增益 低串扰 receiver optical subassembly photodetector low noise amplifier gain low crosstalk
福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350108
基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于VHF频段直接射频采样接收机的低噪声放大器。为解决在VHF频段使用电感而造成的面积大、难集成等问题,采用无电感结构设计,使电路具备单端输入、双端输出的功能;为减少噪声,采用共源共栅负反馈噪声抵消结构。后仿真结果表明,在30~300 MHz频带内,整体电路的输入匹配参数S11小于-15 dB,输出匹配参数S22小于-12.6 dB,增益范围为25.22~25.39 dB,噪声系数小于1.927 dB。版图尺寸为204 μm×365 μm。
甚高频 无电感结构 噪声抵消 宽带低噪声放大器 VHF inductorless structure noise cancellation wideband LNA
设计了一种采用可调谐有源电感(TAI)的多频段低噪声放大器(MBLNA)。在放大级中,由电感值及Q值可多重调谐的TAI与电容值可调谐的变容二极管构成选频网络,并结合共射-共基放大电路,实现对不同频段信号进行选择放大。输入级采用带有输入串联电感与发射极电感负反馈的共射放大电路,实现了MBLNA输入阻抗的宽带匹配。输出级采用共射放大电路,在满足输出匹配的同时,再次对信号进行放大,保证了MBLNA的高增益,同时输出级与放大级构成电流复用结构,降低了整体电路功耗。基于WIN 0.2 μm GaAs HBT工艺库,利用ADS对MBLNA的主要性能参数进行验证。结果表明,该MBLNA可以在1.9 GHz、2.4 GHz、3.4 GHz、5.2 GHz等多个频段下工作;电压增益S21分别为27.2 dB、25.5 dB、21.6 dB、17.4 dB;噪声系数NF在1.3 dB~5.2 dB之间;输入和输出匹配良好;电路总功耗仅为17.5 mW。
低噪声放大器 可调谐有源电感 多频段 LNA tunable active inductor multiband
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
3 新一代通信射频芯片技术北京重点实验室, 北京 100029
4 昂瑞微电子技术有限公司, 北京 100084
采用025 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(pHEMT)工艺,设计并实现了一种应用于5G通信22~4 GHz频段的高增益共源共栅低噪声放大器(LNA)。通过将并联RC负反馈与共栅接地电容结合,不使用源极电感,实现了宽带高增益的LNA设计。测试结果表明,22~4 GHz频段增益大于24 dB,输出3阶互调(OIP3)为28 dBm,噪声系数(NF)小于078 dB,功耗为190 mW,芯片面积为(810×710) μm2。综合指标(FOM)为144 dB,与同类LNA相比具有一定的优势。
共源共栅 低噪声放大器 输出3阶互调 综合指标 cascode low noise amplifier output third order intermodulation figure of merit