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《复旦大学》 2004年
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CMOS蓝牙收发器中低噪声放大器的设计及高频噪声研究

黄煜梅  
【摘要】:对于CMOS无线收发器信机中的射频电路模块而言,低噪声是一个非常重要的性能指标。然而,无论是BSIM3噪声模型还是著名的van der Ziel模型都不能很好地模拟亚微米MOSFET中的高频噪声,因此,对亚微米器件的高频噪声进行建模是本文的一个重点内容。 本文首先从MOSFET热噪声的产生机制—载流子与热振动着的晶格原子或电离的杂质离子之间的随机碰撞出发,从微观的角度,分析了载流子速率大小与方向的随机变化所产生的噪声、射率的范围内载流子的速率波动所产生的噪声与Nyquist热噪声之间的关系。 然后,基于亚微米MOSFET高频噪声的起源及短沟道效应,详细研究了漏极电流噪声与栅感应噪声,进行了定量的公式推导,给出了完整的高频噪声模型;还分析了器件的工作状态、尺寸大小以及外加偏置电压与其噪声性能之间的关系,从噪声优化的角度对电路设计给予指导;利用线性网络噪声分析原理将一个复杂电路系统(低噪声放大器)的噪声分析转化成多个表示噪声的相关矩阵间的矩阵运算,并借助MATLAB,分析了高频寄生效应、工作偏压等因素对系统噪声性能的影响。 本文另一个工作重点是设计集成于蓝牙收发器信机芯片中的射频低噪声放大器。通过控制偏置电路所产生的偏置电压与电流,实现低噪声放大器的增益可控;为满足实用性的需要,考虑了封装及静电保护电路(ESD),从噪声优化、阻抗匹配、增益及线性度的角度讨论了电路的设计方法,重点分析了寄生参数对电路性能的恶化;在电路实现及版图设计方面,采取相应的措施尽量减小高频寄生效应:此外,还研究了电路性能测试方案及测试电路板的设计原理。对基于TSMC 0.35-μm CMOS数字工艺流片的芯片进行了测试,正向电压增益、阻抗匹配与设计指标相近,噪声系数偏大一些,输出中心频率因寄生参数等因素的影响低于设计值。 本文的最后一章对所做工作进行了总结,并对今后的工作提出了自己的看法和建议。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN722;TN925

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【引证文献】
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1 尤览;射频放大器的效率增强与线性化技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 高志强;射频有源CMOS带通滤波器的分析与实现[D];哈尔滨工业大学;2007年
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1 刘学敏;移动数字电视接收前端低噪声射频放大器芯片设计[D];电子科技大学;2011年
2 熊斯;射频接收机前端及其关键模块设计[D];复旦大学;2011年
3 陈元盈;用于无线局域网的双频段RF CMOS-LNA设计研究[D];华东师范大学;2008年
【参考文献】
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1 林敏,王海永,李永明,陈弘毅;2-GHzCMOS射频低噪声放大器的设计与测试[J];电子学报;2002年09期
【共引文献】
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1 苏彦锋,王涛,朱臻,洪志良;标准数字CMOS工艺中LC谐振回路的改进和应用[J];半导体学报;2003年12期
2 黄煜梅,洪志良;蓝牙收发器中的CMOS低噪声放大器的设计与测试(英文)[J];半导体学报;2004年06期
3 林敏,王海永,李永明,陈弘毅;一种低功耗、宽变增益范围、极小噪声恶化的 1.45GHz LNA(英文)[J];半导体学报;2004年08期
4 刘国清;Internet宽带接入技术及展望[J];常德师范学院学报(自然科学版);2002年02期
5 秦福高;WLAN的技术发展及应用前景[J];电脑知识与技术;2005年11期
6 胡嘉盛;李巍;任俊彦;;增益可控CMOS低噪声放大器[J];固体电子学研究与进展;2007年02期
7 丘聪;叶甜春;范军;;2.4GHz可变增益CMOS低噪声放大器设计[J];固体电子学研究与进展;2010年01期
8 刘华珠;贺前华;;基于噪声相消和线性度提高的低噪声放大器[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年03期
9 丁季丹;;无线电通信技术——蓝牙[J];考试周刊;2009年38期
10 何勇,赵东风,王菽兰;无线局域网与办公自动化[J];昆明冶金高等专科学校学报;2002年04期
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1 王昌林;李东生;;0.35um CMOS工艺GPS接收机前端低噪声放大器的设计[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
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1 崔福良;蓝牙收发机中混频器电路和镜像抑制电路的分析与设计[D];复旦大学;2004年
2 陈世勇;无线通信系统中的微波部件研究[D];重庆大学;2006年
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1 赵守彬;莱芜职业技术学院的无线局域网建设规划[D];山东大学;2010年
2 迟铁;基于Agent的无线网络在建筑环境中的应用研究[D];沈阳建筑大学;2011年
3 沐自卫;基于低温共烧陶瓷技术的小型天线研究与设计[D];浙江工业大学;2010年
4 方磊;射频通信集成电路及其相关模块的研究[D];浙江大学;2004年
5 陆金超;基于蓝牙技术的电阻应变仪的研制[D];南京理工大学;2004年
6 及晓梅;关于IEEE 802.11协议MAC层DCF机制的研究与改进[D];天津大学;2004年
7 游宇;CMOS射频集成单元电路设计[D];电子科技大学;2005年
8 王锐;基于双端同步采样的配网电缆在线监视与故障定位研究[D];重庆大学;2005年
9 王磊;UWB射频接收系统相关模块的研究[D];西安理工大学;2006年
10 石峰;CMOS低噪声放大器的设计[D];电子科技大学;2006年
【同被引文献】
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1 马德群,崔福良,何捷,黄林,洪志良;低功耗自适应跨导-电容带通滤波器电路实现[J];半导体学报;2004年09期
2 吴恩德,姚金科,王志华;具有片上数字控制频率调谐的9MHz有源RC滤波器[J];半导体学报;2005年06期
3 王斌,杨华中;应用于高Q跨导-电容带通滤波器的线性跨导运放设计(英文)[J];半导体学报;2005年10期
4 沈晓燕;杨衡静;张振娟;;一种基于噪声抵消的0.5μmCMOS宽带低噪声放大器设计[J];电路与系统学报;2010年04期
5 徐建,孙大有;无线接收机RF前端研究[J];东南大学学报(自然科学版);2000年03期
6 晋石磊;周健义;刘星海;张雷;;应用于WLAN的高效率F类功率放大器[J];东南大学学报(自然科学版);2010年02期
7 洪志良;CMOS射频电路的发展趋势[J];电子产品世界;2004年15期
8 何怡刚,江金光,吴杰;群时延精确设计的全差分四阶Bessel滤波器[J];电子学报;2002年02期
9 蔡述庭;王科平;王志功;金晟;吴凯文;;一种基于噪声抵消技术的宽带低噪声放大器[J];微电子学;2009年04期
10 Patrick N.Morgan;利用CMOS技术实现高集成度射频电路[J];世界电子元器件;2003年08期
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7 曹克;低电压低功耗CMOS射频低噪声放大器设计[D];清华大学;2005年
8 冯永生;预失真射频功率放大器的研究[D];北京邮电大学;2007年
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2 陈元盈;用于无线局域网的双频段RF CMOS-LNA设计研究[D];华东师范大学;2008年
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7 周治平;;新型CMOS栅极堆栈结构及材料——21世纪对微电子工业的巨大挑战(英文)[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
8 王顺义;晏磊;赵红颖;;CMOS图像传感器在可见光遥感中的应用研究[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
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1 ;浅谈蓝牙射频技术[N];人民邮电;2003年
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5 ;蓝牙技术遭遇市场尴尬[N];中国高新技术产业导报;2004年
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7 本报记者/徐勇;蓝牙能否笑傲“江湖”[N];人民邮电;2001年
8 林夕;蓝牙缘何受冷落?[N];人民邮电;2001年
9 cyf 翻译;射频CMOS功率放大器——理论、设计及运行(16)[N];电子报;2008年
10 ;蓝牙1.1日趋完善[N];网络世界;2001年
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