2-11 GHz CMOS可变增益UWB LNA设计与性能优化

本文主要探讨了一种创新的CMOS(互补金属氧化物半导体)连续可变增益超宽带低噪声放大器(VG LNA)的设计和实现。该VG LNA工作频率范围覆盖了2-11 GHz，特别采用了电阻反馈电流重用技术和 cascode级联结构，以提供宽广的增益调整范围。设计师们通过精细控制第一级的跨阻反馈电阻以及第二级的偏置电流，实现了高达26 dB的连续增益调节，同时保持了输入匹配和输出匹配的良好性能。 在TSMC 0.18微米的CMOS工艺下进行了模拟，结果显示，在最高增益模式下，该VG LNA表现出优异的信号传输特性。从3 GHz到10.2 GHz，第三阶互调抑制(S11)低于-10 dB，确保了信号的高效传输；而在2 GHz到11 GHz的范围内，第二阶互调抑制(S22)低于-18 dB，降低了信号失真。整体而言，2-11 GHz频段内，增益超过17 dB，显示出很高的线性性能。此外，尽管功耗相对较低，仅需从1.4伏电源电压吸取7.57毫安的电流，噪声系数却保持在3.8 dB以下，表明其在高灵敏度和高效能之间取得了良好的平衡。 关键词：cascode电路、电流重用技术、低噪声放大器(LNA)、超宽带(UWB)通信、可变增益设计。这种新型的VG LNA对于无线通信系统，特别是对UWB技术的应用有着重要的意义，因为它提供了灵活的增益控制，有助于优化系统的动态范围和功耗效率，满足现代通信系统对高性能和适应性的需求。