4GHz CMOS低噪放大器设计与关键技术研究

本文主要探讨了4GHz以上的CMOS低噪声放大器（LNA）的研究与设计，着重于应用于无线局域网（Wi-Fi）接收机的射频前端，符合IEEE 802.11b标准，工作频率锁定在2.4GHz。作为射频通信系统的关键组件，低噪声放大器的性能指标，特别是噪声系数，是至关重要的。作者陈雪芳在硕士研究生阶段针对亚微米CMOS工艺下的MOS管高频噪声模型进行了深入研究和总结，这在优化低噪声放大器的性能中起着决定性作用。 文章首先概述了CMOS低噪声放大器的基本拓扑结构，包括常见的级联、共源、共漏或共栅等设计策略，以及这些结构在噪声系数、输入输出阻抗匹配、增益和线性度等方面的表现。通过细致的电路设计，作者成功实现了使用SMIC 0.25μm工艺的2.4GHz CMOS LNA，这一成果在小型化和集成度方面具有重要意义。 鉴于平面螺旋电感在射频集成电路（RFIC）中的重要性，本文利用Ansoft High Frequency Structure Simulator (HFSS)进行了FEM（有限元方法）仿真，研究了金属厚度如何影响平面螺旋电感的Q值，特别是当电感内径变化时。实验结果揭示了设计原则，这对于设计高性能的平面螺旋电感提供了实用的指导。 论文的结论部分对整个研究进行了回顾，分析了其在无线通信领域的影响，并对未来的研究方向提出了建议。关键词涵盖了CMOS低噪声放大器、片上平面螺旋电感、MOS管高频噪声模型、噪声系数Q值等核心概念，突出了论文的核心研究内容和技术挑战。 本文是一篇深入研究高性能CMOS低噪声放大器设计的学术论文，不仅涉及理论模型分析，还结合了实际应用，为无线通信系统的性能优化提供了有价值的技术支持。