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近年来,随着无线通信技术的迅速发展,对单片集成的高频段及高性能的收发机芯片的需求正在不断地增长。目前随着CMOS工艺的广泛应用,低成本、低功耗、高集成度的射频收发机已经成为研究的热点。
低噪声放大器(LNA)位于射频接收机的前端,其主要作用是对接收到的信号进行放大,并抑制整个接收机的噪声;驱动放大器(DA)位于射频发射机的末端,其主要作用是放大射频信号达到一定的输出功率,送给天线发射。LNA和DA分别作为射频收发机中的关键模块,在射频收发机中起着至关重要的作用,其性能在很大程度上决定了所在系统的整体性能。
本文首先简单介绍了射频电路的基本知识,包括RFCMOS工艺中基本元件电阻、电容和电感的主要特性,MOS管的工作特性及寄生效应,以及二端口网络的一些主要性能。随后分析了射频低噪声放大器与驱动放大器的主要性能指标、常用结构,紧接着给出了所设计的低噪声放大器与驱动放大器的仿真结果以及芯片的测试结果。最后是对全文的总结。
本次设计的低噪声放大器和驱动放大器都是通过TSMC0.13μmRFCMOS工艺实现。测试结果表明,两款芯片在6GHz频率上都达到了较好的性能。设计的LNA芯片面积为680μm*800μm,在6GHz处噪声系数为5.1dB,增益为19.9dB;设计的驱动放大器芯片面积为1320μm*960μm,增益为11.1dB,输出1dB点为10dBm。