2.4GHz低噪声放大器：噪声相消与线性度提升设计

本文档探讨了一种基于噪声相消和线性度提升的低噪声放大器（Low Noise Amplifier, LNA）设计方法。针对传统共源共栅（Common Source-Cascaded, CS）型LNA在噪声和线性度方面的局限性，研究者提出了一种创新的设计策略。他们通过在共栅级（Cascading Transistor）上引入一对交叉耦合电容和电感，旨在消除共栅级带来的噪声，同时改善放大器的线性性能。 设计采用了特许半导体公司的0.25微米射频互补金属氧化物半导体（Radio Frequency Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, RF CMOS）工艺进行实现。实验结果显示，改进后的LNA在2.4 GHz的工作频率下，其噪声系数显著降低至仅1.34分贝（dB），这在信号处理中是非常关键的参数，它衡量了放大器在接收微弱信号时引入额外噪声的程度。 此外，新型LNA表现出优秀的性能特性，包括17.27分贝的正向增益，这意味着它可以有效地放大输入信号；反向传输系数小于-38.37 dB，确保了信号的单向传输，防止了信号的反向泄漏；输入和输出反射系数分别小于-27.73 dB和-15.85 dB，减少了信号在输入和输出端的反射，提高了信号传输的完整性。更重要的是，三阶交调点仅为0.58分贝毫瓦（dBm），这是一个衡量非线性效应的指标，较低的值意味着信号失真较小，信号质量更高。 总的来看，这种基于噪声相消和线性度提升的LNA设计为无线通信系统中的信号处理提供了重要的性能优势，尤其是在对噪声敏感的应用场景，如雷达、卫星通信和无线传感器网络中。通过优化共栅级结构和采用先进的RF CMOS工艺，本文的研究为低功耗、高精度的电路设计提供了新的思路和技术支持。