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低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)是无线接收机的重要组成部分,在实际中,由于信号的传输路径和传输介质不同等原因,导致接收机接收到的信号强度有较大的变化,因此需要LNA能根据输入信号的强弱情况,对增益进行调节。目前可调增益低噪声放大器(Variable Gain Low Noise Amplifier,VGLNA)存在一些问题,例如(1)增益调节范围小;(2)增益调节方式单一,要么为离散方式,要么为连续方式。因此,本文对增益可大范围调节的LNA和增益可双调节的LNA进行研究,主要工作包括: 1.对一款采用改进型电流舵结构的增益可大范围调节的LNA进行研究。该VGLNA由三级组成:输入级、增益级和输出级。在增益级,我们提出了一种改进型电流舵结构,它包含三个放大器,信号首先经过第一个放大器,然后在经过在同一条电流支路的第二个和第三个放大器放大后,在输出端对信号进行叠加再放大。通过改变调节增益的控制电压,同时改变在一条支路的第二个和第三个放大器电流,进而同时调节这两个放大器的跨导,来实现对增益的大范围调节功能。在输入级,采用共栅级跨导增强结构,实现电路的输入阻抗匹配,并且加入共栅级噪声抵消电路,从而实现电路低的噪声系数;在输出级,采用源跟随器,实现良好的输出阻抗匹配。利用Agilent射频设计工具ADS(Advanced Design System)对其进行验证,结果表明,在1.88-2.65GHz频段内,增益可从-12dB至31dB的大范围调节,增益平坦度为±1.1dB,最小噪声系数NF为1.7dB。 2.对一款采用MOS管开关阵列和可调跨导器的增益可双调节的LNA进行研究。该VGLNA由三级组成:输入级、增益级和输出级。在增益级,8个并联的MOS管组成开关阵列,并且位于可调跨导器的负载位置,通过控制8个MOS开关阵列的通断来改变负载,实现增益离散调节;通过控制可调跨导器韵偏置电压,进而改变跨导,实现增益连续调节;两种增益调节方式的结合,可以同时实现对LNA的增益进行离散加连续的双重调节;在输入级,采用Cascode结构,并加入电阻-电容并联负反馈和源极电感负反馈,实现输入阻抗匹配,同时实现低的噪声系数;在输出级,采用有源巴伦结构,实现信号振幅相同,相位相反的差分输出。利用ADS对其进行验证,结果表明,在5.8GHz频率下,在离散与连续调节方式下,增益可在-7dB至20dB范围内调节,最小噪声系数NF为3.7dB。 3.基于TSMC0.18μm1P5M工艺,采用Cadence virtuoso软件完成了电路版图的设计。增益可大范围调节的LNA,面积为1.158×1.283mm2。增益可双调节的LNA,面积为1.257×1.323mm2。