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低噪聲放大器的電路與版圖設(shè)計
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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電子技術(shù) |
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關(guān)鍵詞
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CMOS|低噪聲放大器 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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80 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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Word |
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文件大小
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發(fā)布時間
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2010-06-09 13:48:00 |
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無 |
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| 發(fā)布人 |
lj |
內(nèi)容簡介：
畢業(yè)設(shè)計 低噪聲放大器的電路與版圖設(shè)計，共48頁，21561字
摘要
低噪聲放大器作為射頻接收機前端的第一級，它的噪聲和增益等直接影響著整個接收機的性能。通過對低噪聲放大器的各個性能指標之間關(guān)系的大量研究，對比各種拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，設(shè)計了一個2.4GHz的具有非平衡變換功能的CMOS低噪聲放大器和一個3-5GHz超寬帶CMOS低噪聲放大器。
在具有非平衡變換功能的2.4GHz CMOS低噪聲放大器的設(shè)計中，采用單端低噪聲放大器與有源Balun結(jié)構(gòu)通過耦合電容相級聯(lián)的方法實現(xiàn)。先對單端低噪聲放大器和有源Balun結(jié)構(gòu)分別進行設(shè)計和仿真。單端低噪聲放大器主要側(cè)重優(yōu)化它的噪聲系數(shù)，并使其具有較高的增益。有源Balun結(jié)構(gòu)則側(cè)重于減小它的增益誤差和相位誤差，通過RC移相網(wǎng)絡(luò)減小差分結(jié)構(gòu)的增益誤差和相位誤差。最后把單端低噪聲放大器和有源Balun結(jié)構(gòu)進行聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果顯示：設(shè)計的低噪聲放大器在中心頻率上噪聲系數(shù)為0.71dB，增益為25.767 dB，輸入輸出反射系數(shù)均小于-20dB，電路總功耗為13.86mW,并且實現(xiàn)了完全的非平衡轉(zhuǎn)換。
通過對超寬帶（UWB）低噪聲放大器的幾種常用輸入匹配方式進行對比，確定放大器輸入網(wǎng)絡(luò)采用二階切比雪夫濾波器級聯(lián)電阻并聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以在寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)輸入匹配，同時不引入過多的噪聲。為了獲得較高的增益，采用兩級共源共柵結(jié)構(gòu)作為放大級。輸出級采用源極跟隨器，源極跟隨的電路具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的特點，可以很好的完成輸出端口阻抗匹配，同時可以起到緩沖器的作用。通過利用ADS仿真軟件對放大器進行仿真和優(yōu)化，在電路很寬的頻帶范圍內(nèi)實現(xiàn)了平坦的增益，浮動范圍小于1dB。噪聲系數(shù)為2.007dB。整個電路的總功耗只有10mW。
采用北卡羅來納大學實驗室提供的0.18 CMOS工藝完成了兩款低噪聲放大器的版圖設(shè)計。
關(guān)鍵詞：CMOS ，低噪聲放大器，有源Balun，超寬帶
目錄
第一章 緒論 1
§1.1 CMOS低噪聲放大器的研究背景 1
§1.2 CMOS低噪聲放大器的研究進展 1
1.2.1 窄帶CMOS低噪聲放大器研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 寬帶CMOS低噪聲放大器的研究現(xiàn)狀 3
§1.3 本文結(jié)構(gòu)安排和組織 4
第二章 低噪聲放大器設(shè)計的基本理論 5
§2.1 噪聲理論 5
2.1.1電阻噪聲 5
2.1.2 MOSFET的噪聲模型 6
2.1.3 低噪聲放大器的噪聲系數(shù) 7
§2.2 線性度 7
2.2.1 1dB壓縮點 7
2.2.2 三階交調(diào)點 8
§2.3低噪聲放大器的優(yōu)化設(shè)計 9
2.3.1 噪聲和功率同時匹配技術(shù)（SNIM） 9
2.3.2 功率限制同時噪聲和輸入匹配技術(shù) 11
第三章 具有非平衡變換功能的低噪聲放大器的優(yōu)化設(shè)計 13
§3.1單端低噪聲放大器的設(shè)計 13
3.1.1 直流偏置電路 13
3.1.2 單端低噪聲放大器電路的仿真 15
§3.2 有源差分平衡轉(zhuǎn)換器（Balun）的設(shè)計 18
§3.3具有非平衡變換功能的低噪聲放大器的電路仿真 21
第四章 3-5GHz超寬帶低噪聲放大器的設(shè)計 27
§4.1 超寬帶低噪聲放大器的常用結(jié)構(gòu) 27
§4.2 超寬帶低噪聲放大器的設(shè)計指標 29
§4.3 偏置電路 29
§4.4 寬帶輸入匹配網(wǎng)絡(luò) 29
§4.5 源極跟隨電路輸出 31
§4.6 超寬帶低噪聲放大器電路 31
§4.7 電路仿真結(jié)果與分析 32
第五章 低噪聲放大器的版圖設(shè)計 36
§5.1 射頻集成電路版圖設(shè)計技術(shù)和方法 36
5.1.1 MOS管的匹配 36
5.1.2 Dummy 的設(shè)計 36
5.1.3 射頻集成電路設(shè)計的注意點 36
§5.2 低噪聲放大器的版圖 37
第六章 結(jié)論 39
參考文獻 40
致謝………………………………………………………………………………43
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