低功耗LNA設(shè)計

　　引言

　　在進行信號接收時，噪聲成為制約接收機靈敏度的主要因素。接收機的低噪聲設(shè)計十分重要。作為第一級有源放大的低噪聲放大器，除了噪聲系數(shù)低以外，還需要有一定的增效以抑制后繼的噪聲。共源共柵結(jié)構(gòu)(cascode)能很好地滿足上述的應(yīng)用。目前在低功耗的約束下，傳統(tǒng)LNA設(shè)計方法遇到困難。本文在輸入阻抗匹配下，給出低功耗LNA的設(shè)計流程，并討論各種參數(shù)影響。　　

 

　　結(jié)構(gòu)分析

　　如圖1所示的cascode結(jié)構(gòu)中，L_d和L_s是片上電感，L_g是片外電感。M₁是放大管，共柵極放大器M₂作用是消除Miller效應(yīng)的影響，增加反向隔離度。增加了M₂后，提高了放大器的穩(wěn)定性，但也引入了一定的非線性和噪聲。L_d和電容在所需要的頻率上諧振，獲得比較高的增益。該結(jié)構(gòu)從信號源看到的輸入阻抗為：
           

　　調(diào)整L_s可以獲得好的阻抗配置，調(diào)整L_g和C_gs可以使上式的虛部抵消。由于可以調(diào)節(jié)二個參數(shù)L和C，所以該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：在滿足輸入阻抗匹配的情況下還可以優(yōu)化噪聲系數(shù)。由二端口噪聲理論可知，二端口網(wǎng)絡(luò)在噪聲匹配時可以達到最小噪聲系數(shù)F_min。  

　　式(2)中γ、δ、c是和工藝相關(guān)的常數(shù)。

　　由于源阻抗固定為50Ω，所以可以改變網(wǎng)絡(luò)的Z_opt以適應(yīng)Z_s，以此可以優(yōu)化噪聲。