在片无源电感(PI)是射频集成电路(RFIC)设计中常用的元件之一，因占用芯片面积大，品质因子(Q)低，自谐振频率低，且电感值和Q值不能调节等不足，越来越不能满足RFIC向着小尺寸、高集成、低成本、宽频带、性能可调节等方向发展的需求。采用晶体管合成的在片有源电感（AI)来取代PI并应用到RFIC中受到了国内外研究者的关注。目前，对有源电感及其在低噪声放大器(LNA)和带通滤波器(BPF)等射频集成电路中的应用而言，仍然存在一些问题，例如:(1)有源电感的调谐范围小，调节方式单一或调节幅度不易控制。当它被用于LNA进行增益调节时，增益调节的范围小。(2)当有源电感被用于LNA中来改善电路的性能时，由于有源电感的电感值、Q值受输入信号变化影响，导致增益波动较大，其输入-1dB压缩点减小。(3)目前有源电感的Q值与线性度不能兼顾。(4)采用有源电感的BPF通常中心频率低或可调范围小，Q值低，存在线性失真等。因此，本论文基于回转器-电容原理，采用双极型晶体管作为跨导器构成有源电感的回转器，对三类有源电感的合成及应用进行研究，即电感值和Q值的调谐范围增强的有源电感、Q值恒定的工作区动态范围较宽的有源电感、Q值高且线性度好的有源电感，以及把它们分别应用到LNA中来扩展增益的可调范围和补偿增益随输入信号的变化，应用到BPF中来扩展中心频率的可调范围、提高BPF的Q值并改善它的线性度等方面开展工作，主要工作如下:　　首先，对可调谐性增强的新型有源电感进行了研究。除了常用的通过调节直流偏置改变跨导器跨导的方式对有源电感进行调节之外，在正跨导器和负跨导器之间，增加了可调节的有源电容和有源电阻，进而也可通过这两种方式对有源电感进行调节，增强了有源电感的可调谐性。同时使用三种方式进行调谐时，电感值的调谐范围更大，而且Q峰值所对应的频率也可调节。验证结果表明:在1～6GHz频段内，电感值的调谐范围为0.96～70.29nH，Q峰值对应频率的调谐范围为2.36～5.18GHz，它们的调谐范围得到了提高。　　其次，对在宽的输入信号动态范围内Q值恒定的新型有源电感进行了研究。提出了多级电流镜反馈环路的电路结构，将它并联于负跨导器的两端，来减小输入信号的变化对晶体管跨导gm的影响，进而使有源电感的Q值在较宽的输入信号动态范围内基本保持恒定。验证结果表明:采用多级电流镜反馈环路的电路结构后，当频率为1GHz、3GHz、6GHz时，新型有源电感的Q-1dB压缩点分别为-23dBm、-26dBm以及-22dBm，与传统有源电感相比，分别提高了11dBm、14dBm以及11dBm，同时在较宽的输入信号动态范围内，电感值也基本保持恒定。　　第三，对兼有高Q值、高线性的新型有源电感进行了研究。提出并采用将作为电流源使用的MOS管与作为负跨导器使用的共射极晶体管组合起来产生负电阻，用来抵消有源电感的损耗电阻，提高了Q值。同时，提出并采用多级电流镜与电容耦合反馈支路构成的电路连接方式来稳定偏置电流，提高跨导器跨导的线性度，从而改善有源电感的线性度。验证结果表明:Q峰值可达到578，在频率为4GHz时，电感值-1dB压缩点为-23dBm，当输入信号为-23dBm时，总谐波失真(THD)为5％，达到了既有高Q值，又有高线性的目的。　　第四，对新型有源电感用于两种LNA中分别来扩展增益的可变范围和提高增益的-1dB压缩点进行了研究。　　(1)首先，把可调谐性增强的新型有源电感用于LNA中扩展增益的可变范围。　　将可调谐性增强的新型有源电感作为LNA输出级可变负载，利用新型有源电感的宽调谐性，实现了LNA增益的宽调谐范围，并且利用有源电感产生一个零点补偿极点，同时增大主极点来扩展频带宽度，进一步利用有源电感面积小的特点，减小了LNA芯片的面积;其次，采用改进型cascode-共基极电流复用结构来降低LNA功耗。最终可使LNA达到增益调谐范围较大、面积小、功耗低的目的。验证结果表明:增益最大可调节幅度为6.9dB，达到了较大范围调节的目的。另外，功耗为19.75mW，在1～6GHz频率范围内，噪声系数NF为2.9～3.1dB。　　(2)其次，把Q值恒定的新型有源电感用于LNA中提高增益的-1dB压缩点。　　在(1)提出的LNA中，利用有源电感的可调性，实现了LNA增益的调谐，但是由于有源电感的电感值、Q值受输入信号变化影响，导致增益波动较大，其输入-1dB压缩点较小。因此，采用已提出的Q值恒定的新型有源电感替代常规有源电感，可以克服常规有源电感的缺点，减小对LNA增益的影响，提高增益的-1dB压缩点，目前还未有相关文献报道。另外，LNA采用共基极放大器结构实现输入阻抗匹配，并采用噪声抵消技术改善其噪声特性。最终该LNA具有在较宽的输入信号动态范围内增益随输入信号变化小、噪声系数较低和面积小的综合性能。验证结果表明:当频率为1GHz、3GHz、6GHz时，采用Q值恒定新型有源电感的LNA增益的-1dB压缩点分别为-17dBm、-19dBm以及-22dBm，与采用常规有源电感的LNA相比，分别提高了13dBm、14dBm以及15dBm，同时保持了增益的可调谐性，增益可调范围为18～21dB。此外，噪声系数NF为2.9～3.8dB，在频率为2GHz时的ⅡP3为-9dBm。　　第五，对基于高Q值、高线性新型有源电感的二阶差分BPF的中心频率调谐范围的扩展、Q值的提高、线性度的改善进行了研究。在二阶差分BPF中，采用新型有源电感，利用其可调谐、高Q值、高线性的特点，可使BPF达到中心频率较大范围调节、Q值高、线性好、面积小的目的;同时采用改进型可调有源负阻抵消有源电感中的等效正电阻，从而进一步提高了Q值且实现了Q值的独立调节。验证结果表明:BPF的中心频率可在3.65～5.30GHz内调节(可调谐的频带宽度为1.65GHz)，Q值最大为244，在中心频率为4.222GHz时滤波器的ⅡP3为-4.62dBm，从而达到了中心频率可较大范围调节、Q值较高、线性度较好的目的。