20GHz 差分结构低噪声放大器的讨论与设计_论文导读:：设计了一个基于 TSMC0.18mCMOS 工艺的 2.0GHz 全差分CMOS 低噪声放大器。根据电路结构特点，对 LNA 进行功耗约束下的噪声优化，以选取最优的晶体管栅宽；采纳在输入级增加电容和选择小值 LC 并联网作为差分电路的负载的方法，在改善输入匹配网络特性的同时，提高了电路的增益。仿真结果说明该放大器很好的满足了小信号放大器的指标要求，可以用于射频输入电路的前端。0 引言随着无线通信技术的飞跃开展，低噪声放大器在通讯、卫星导航、电子对抗、遥测遥控、大地测绘、数字电视以及微波测量等方面得到广泛的应用，并且朝着高集成度和高性能性能低功耗低本钱的方向开展[1,2]。低噪声放大器是射频接收机前端的重要组成局部和关键模块。它的主要作用是放大接收到的微弱信号，使其有有足够高的增益以克服后续各级(如混频器)的噪声，并尽可能少地降低附加噪声的干扰。采纳 CMOS 工艺[3]设计低噪声系数，高功率增益，带频宽等性能优良的低噪声放大器已经得到越来越广泛的应用，本文利用 CMOS 工艺来实现一种 2GHz 差分结构低噪声放大器。1LAN 的输入阻抗匹配机构低噪声放大器与信号源的匹配时非常重要的，根据设计目的，放大器与源的匹配有两种形式：一是以获得最小噪声系数为母的噪声匹配；二是以获得最大功率传输和最小反射损耗为目的共轭匹配。在高频段一般采纳后种匹配，这样可以防止因阻抗不匹配引起的 LAN 向天线的能量反射。同时，尽量使两种匹配接近，匹配网络可以用纯电阻网络，也可以用电抗网络。电阻匹配网络适用于宽带放大，但他们要消耗功率并增加噪声。采纳无损耗的电抗匹配网络不会增加噪声，但只适合宽带大。LAN 的输入端与滤波器相连，需要实现 50 的输入阻抗匹配，且满足输入功率的匹配条件，CMOSLAN 有以下几种结构[4]，如图 1 所示。〔a〕共栅结构〔b〕并联电阻式〔c〕并串联电阻式〔d〕源极电感负反响式图 1LAN 的阻抗匹配结构图共栅接法〔图 1〔a〕〕通过选择适当的配置电流和 MOS 管结合尺寸，使输入电阻等于 50，可以实现匹配，不需要任何外部元器件，但噪声较大。如在忽略衬底效应的条件下，其输入阻抗可等效为 MOS 管跨导的倒数并联电阻式〔图 1〔b〕〕将一个 50 的电阻直接并联在共源 MOS 管的栅极输入端。这种结构引入了与源电阻一样大的热噪声，并使信号在到达晶体管之前已衰减了一半，噪声系数非常高。并串联电阻式〔图 1〔c...
