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走进了互联网时代,人们日常生活发生了翻天覆地的变化。在互联网技术愈发便利生活的同时,对通信系统的传输速率的需求越来越高,这种日益增长的需求推动着无线通信技术的不断前进。毫米波频段拥有极为丰富的频谱资源和更高的传输速率,是无线通信技术发展的一个重要研究方向。而低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)是通信系统接收机前端的关键电路。本文着眼于研究毫米波LNA,调研了国内外相关研究成果,总结梳理其研究现状、发展趋势、基本原理和相关理论,最后基于65 nm CMOS工艺设计了不同结构的两款140GHz低噪声放大器。本文首先概括了无线通信系统的发展历程,明确了对LNA的研究在现代无线通信技术发展的重要作用,总结了近年来相关文献所呈现的研究现状和发展趋势,阐述了论文的背景与意义。其次,本文简单分析了毫米波集成电路涉及到的一些器件特性基础,梳理总结了关于低噪声放大器的噪声理论、性能指标和主要电路结构,这是本文中电路设计的基础和理论指导。最后,本文详细介绍了所设计的两种140GHz LNA。在前述理论的基础上,首先完成的是140GHz共源LNA的设计与仿真。该电路采用五级级联的共源结构,由微带线和电容组成匹配网络。针对微带线进行了结构优化设计以提升其品质因数,利用ADS软件的Momentum进行微带线及金属连接线的电磁特性分析以将其寄生效应考虑在内,最终在Cadence软件中完成仿真。结果表明,在130GHz～150GHz频段内,实现7.3dB噪声系数、17dB增益、54.1mW功耗,输入阻抗匹配到了5Ω,版图面积为0.15mm2。针对该电路带宽较窄、功耗较大,设计了另一种140GHz Cascode LNA。该电路采用三级级联的Cascode结构,为了进一步优化电路其性能,还应用了噪声减小及增益提升技术。仿真结果表明,在120GHz～160GHz频段内,实现8dB噪声系数、12.4dB增益、16.2mW功耗,输入输出匹配良好,版图面积为0.24mm2。与前一电路相比,带宽拓展一倍,功耗大大降低。