0.18μm RFCMOS工艺的低电压GPS接收机高线性低噪声放大器设计

"本文介绍了一种应用于低电压GPS接收机的高线性度低噪声放大器设计，采用0.18 μm RFCMOS工艺，结合体偏压控制的跨导导数叠加技术和输入端电容并联方法，以及折叠式共源共栅拓扑结构，实现了在低电压下高效工作的LNA。该放大器在0.9 V供电、1.575 GHz工作频率下，表现出优异的性能，包括6.63 dBm的输入三阶交调点，1.53 dB的噪声系数，13.16 dB的增益，以及-32.43 dB和-24.58 dB的输入和输出回波损耗，总功耗仅为8.78 mW。" 低噪声放大器（LNA）在无线通信系统，尤其是GPS接收机中起着至关重要的作用。随着无线通信技术的快速发展，对LNA的需求更加倾向于低功耗、高性能。GPS接收机依赖于LNA来放大微弱的信号，因此其噪声系数、线性度和功耗成为衡量LNA性能的关键指标。 本文提出的LNA设计采用0.18微米的RFCMOS工艺，旨在解决低电压运行时的线性度问题。体偏压控制的跨导导数叠加技术用于改善LNA的线性度，通过对辅助管的精确调节，有效降低了三次非线性系数的影响，从而提高了整体的线性性能。此外，通过在输入端主放大管的栅源两端并联电容，可以抑制二次谐波，进一步降低三阶交调失真，这对于在存在强干扰信号环境中的GPS接收机至关重要。 折叠式共源共栅的拓扑结构是设计中的另一个亮点。这种结构允许在降低工作电压的同时，保持良好的增益和线性度。在0.9 V的低电压下，该LNA仍然能够提供足够的增益，确保信号的有效放大，并且保持较低的噪声系数，这在微弱信号接收中尤为重要。输入和输出回波损耗的优良表现则意味着信号传输过程中能量损失较小，有助于保持整个系统的效率。 这种高线性度低噪声放大器设计成功地平衡了低电压操作、高性能和低功耗的需求，对于实现高效、低能耗的GPS接收机具有重要意义。其设计方法和优化策略对未来的无线通信系统和便携式电子设备的LNA设计提供了有价值的参考。