3-5 GHz CMOS UWB LNA设计：噪声消除与低噪声性能

本文主要探讨了2010年发表在《电子器件》(Chinese Journal of Electron Devices)第33卷第3期的一篇关于采用噪声消除技术的3~5 GHz CMOS超宽带低噪声放大器(LNA)设计的论文。作者邓继华、李胜和韩秀婷来自桂林电子科技大学的信息与通信学院，他们针对超宽带无线通信系统的接收前端需求，提出了一种全集成的高性能LNA设计。 该设计以经典的窄带共源共栅低噪声放大器为基础，通过引入并联负反馈电阻策略，成功地拓宽了放大器的工作带宽。这有助于提高接收信号的覆盖范围，对于UWB（超宽带）通信系统来说，这是一个关键特性。同时，为了优化噪声性能，文章采用了噪声消除技术，旨在降低噪声系数，从而提升接收信号的质量。 通过SMIC 0.18-μm RF CMOS工艺进行设计和仿真，结果显示，该LNA在3-5 GHz频段表现出优异的性能。其插入损耗S11小于-13 dB，隔离度S22小于-11.8 dB，而增益S21超过17.3 dB，表明其对信号的放大能力较强。此外，交叉调制抑制S12小于-32 dB，确保了信号的纯净度。整个电路的增益平坦度小于0.7 dB，显示出良好的频率响应一致性。 在噪声特性方面，最大噪声系数仅为2.9 dB，这是通过噪声消除技术实现的，表明放大器的噪声性能已经达到了较高的标准。输入三阶截断点-12.9 dBm也反映了其在高信号强度下的稳定工作能力。值得注意的是，整个电路在1.8 V单电源下，功耗仅为20.5 mW，实现了高效能和低能耗的设计目标。 这篇文章提供了利用噪声消除技术和CMOS工艺设计的3~5 GHz超宽带LNA的重要技术细节，对于无线通信系统的前端设计者来说，这是一个值得借鉴的实用方案，展示了在有限电源条件下提升信号质量的关键技术。