Главная » » с высоким коэффициентом усиления приложений малошумящий усилитель
21:31
с высоким коэффициентом усиления приложений малошумящий усилитель
низкая стоимость и высокие характеристики интеграции, КМОП-технологии все шире используется в дизайн чипа трансивер РФ. Малошумящий усилитель, как линии передачи сигнала РФ, первый этап системы соотношение сигнал / шум (SNR) в значительной степени зависит малошумящий усилитель (LNA) шума (NF) и получить. Таким образом, высокая производительность РФ интерфейсных LNA расчет цепи в качестве ключевого модуля. Его основная цель заключается в обеспечении высокой линейности для подавления помех и предотвращения чувствительность уменьшается, чтобы обеспечить достаточно высокую прибыль так, что она может заблокировать последующие модули уровнем шума и хорошим входом и соответствующий выходной импеданс; то же время в соответствии с направлением развития беспроводных средств связи просил В, LNA потребляемая мощность должна быть как можно ниже.
Inductive2degenerate каскадной структуры, дизайн РФ LNA структура одного из наиболее широко используемых, так как структура может увеличить прибыль LNA, снижение шума, входной и выходной каскад, увеличивая изоляцию между степенью повышения стабильности. Однако, эта структура также имеет некоторые недостатки, в первую очередь необходимо обеспечить смысле значение большой индуктивности ворота, высокая индуктивность паразитные сопротивления не способствует интеграции и большой, соответствующий тепловой шум будет относительно большим, и уровень источника общего ворот подкладка большее влияние на конец паразитизма, в результате чего потери сигнала, деградация шума. Для достижения низкого энергопотребления при достижении высоким коэффициентом усиления, мультиплексирование CS2CS структуры каскадный ток был применен к доля первого класса второго класса ток смещения, выход из первого этапа через конденсатор подключен к второму уровню транзисторов, но [8] в относительно бедных обратной схемы изоляции, в результате слабой устойчивости цепи. [9] путем введения уровне между резонансного индуктора может эффективно решить эту проблему, низкое энергопотребление при достижении высоким коэффициентом усиления и улучшения стабильности.
В данной работе, параллельно сети LC заменить большой индуктивности ворота и снизить уровень шума и сохранить площадь кристалла. В то же время с помощью двухступенчатой общим истоком текущей мультиплексирования структуры, а также между использованием двух каскадно резонансного соответствия сети, чтобы увеличить прибыль, снизить потребление энергии. Вторая часть теоретического анализа с помощью новой структуры и роли межправительственных этапе резонансного индуктора, третья часть дизайна низкой цепи усилителя шума и результатов моделирования, последняя часть заключения.
Теоретический анализ
1,1 ввод новых матч
1 показана структура традиционных Inductive2degenerate каскада входную цепь, эта структура не ухудшается в случае шумов очень легко матча, эквивалентную модель слабого сигнала показано на рисунке 2, входное сопротивление, см. уравнение (1):
Рисунок 1, входную цепь структуры традиционных
Рисунок 2, входную цепь от традиционной модели эквивалентна слабого сигнала
Как видно из приведенной выше формулы, чтобы уменьшить Lg, Есть простые способы, один является увеличение ширины входной трубки Вт, поэтому для увеличения Cgs для Lg вниз, но это приведет к увеличению тока стока, тем самым увеличивая LNA Потребляемая мощность, которая, очевидно, несовместимо с низким энергопотреблением; Другим способом является ввод трубы увеличить затвор-исток стороны конденсатора, а также снижает коэффициент входного качества, приведенной схемы работы. Другой способ заключается в использовании параллельной сети LC заменить большой индуктивности, рис 3, параллельную сеть ЛК и ее эквивалентная схема, в целях облегчения вывода, мы модели индуктивности L1 эквивалентно идеал и идеальное индуктор в последовательном сопротивлении R1. Параллельную сеть LC эквивалентное сопротивление:
В том числе:
Рисунок 3 сети и ее эквивалент параллельной цепи LC
Формула Есть параллельная сеть LC резонансная частота, ω-частота цепи. Из уравнения (2) (3) показывает, что при 0 <1 - <1, этот небольшой параллельных LC цепи может генерировать большой индуктивности и сопротивления. Поскольку г сопротивление R является эквивалентное сопротивление на паразитной индуктивности с, а не фактическое физическое сопротивление, поэтому тепловой шум на такую же величину сопротивления, чем реального физического сопротивления теплового шума, создаваемого меньше, в теории, можно достичь как сопротивление соответствия, при одновременном снижении шума МШУ.
1,2 между резонансным контуром
Рисунок 4 показывает, между этапе конденсаторов связи и в том числе класса уровнях между резонансной индуктивности общей структуре усилителя источника, который является относительно небольшой по подложке паразитных эффектов, в то время как увеличение коэффициента усиления для повышения устойчивости. С3 между этапе конденсаторов связи между резонансного уровня LG2 индуктор и второго уровня используется для управления входная емкость резонансного MOS, чувство собственной значимости в этом пути могут быть использованы в расчетах.
Рисунок 4 с соответствующим двухступенчатой между усилителем ток повторного
Рисунок 5 является узла X к узлу Y между цепью малых сигнал, эквивалентный, где RL G2 является индуктором паразитные сопротивления, CIN2 труба, которая содержит M2 емкостью затвор-исток и Миллер емкости, Лефф является параллельная сеть LD1, CD1 из других эффективной индуктивности, R2 является большой резистор, чтобы обеспечить смещения постоянного тока для M2 трубку, его влияние очень мало можно пренебречь. От малого сигнала может быть первого уровня на второй уровень усиления по току выражения, см. уравнение (4):
Принимая во внимание текущие РФ с · Лефф большое сопротивление, поэтому приведенные выше уравнения и может быть упрощена:
Выше, показывает, что уравнение связи между уровнями и через резонанс между этапе, с первого класса на втором классе получил значительную коэффициент усиления по току, который может улучшить коэффициент усиления мощности (как в конструкции, области T> 20 ГГц).
Рисунок 5 XY эквивалентная схема между двумя точками
