毫米波低噪聲放大器研究與設計
發(fā)布時間：2021-07-08 05:57
走進了互聯網時代,人們日常生活發(fā)生了翻天覆地的變化。在互聯網技術愈發(fā)便利生活的同時,對通信系統的傳輸速率的需求越來越高,這種日益增長的需求推動著無線通信技術的不斷前進。毫米波頻段擁有極為豐富的頻譜資源和更高的傳輸速率,是無線通信技術發(fā)展的一個重要研究方向。而低噪聲放大器（Low Noise Amplifier,LNA）是通信系統接收機前端的關鍵電路。本文著眼于研究毫米波LNA,調研了國內外相關研究成果,總結梳理其研究現狀、發(fā)展趨勢、基本原理和相關理論,最后基于65 nm CMOS工藝設計了不同結構的兩款140GHz低噪聲放大器。本文首先概括了無線通信系統的發(fā)展歷程,明確了對LNA的研究在現代無線通信技術發(fā)展的重要作用,總結了近年來相關文獻所呈現的研究現狀和發(fā)展趨勢,闡述了論文的背景與意義。其次,本文簡單分析了毫米波集成電路涉及到的一些器件特性基礎,梳理總結了關于低噪聲放大器的噪聲理論、性能指標和主要電路結構,這是本文中電路設計的基礎和理論指導。最后,本文詳細介紹了所設計的兩種140GHz LNA。在前述理論的基礎上,首先完成的是140GHz共源LNA的設計與仿真。該電路采用五級級聯的共...
【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１折疊結構電阻（９０°拐角）??
杭州電子科技大學碩士學位論文（或者多晶硅）、氧化層和襯底構成。ＭＯＳ電容的單位面積電容較大［１８］，故??應用于實現較大值的集成電容。在ＭＯＳＦＥＴ晶體管的不同工作狀態(tài)中，強反??工作區(qū)有著最大的電容密度，這一特性的應用十分廣泛。??可以看出，隨著偏置電壓的變化，ｐｎ結電容和ＭＯＳ電容的容值也會發(fā)生??變，這一特性可用于調諧電路中來改變電路的諧振狀態(tài)，即容抗管。??ＭＭ電容本質上就是一個平板電容器，一般來說其兩極板分別是較上層金??以及其一層只用來構成ＭＩＭ電容的特殊金屬層，該層不能用作互連線［１９］，??ＭＩＭ電容只存在于部分ＣＭＯＳ工藝中，與標準數字ＣＭＯＳ工藝也不兼容。??圖２．２所示，ＭＩＭ電容上下兩極板的金屬層距離很近，中間采用高介電常數??介質來達到較大的電容密度和較小的寄生效應，故ＭＩＭ電容是一種性能非??優(yōu)良的電容器［１９］。??
方法就不再實用，需要引入傳輸線理論。??傳輸線理論是一種采用由獨立的電阻、電容和電感組成的模型來等效和描??述微波、毫米波電路的分布參數電路理論［２１］，其模型示意圖如圖２．４所示。其??中０、是傳輸線的寄生阻抗，々、＆是傳輸線周圍激發(fā)高頻磁場磁能的存??儲電感，Ｃ是傳輸線周圍激發(fā)高頻電場電能的存儲電容，Ｇ是傳輸線兩導體之??間的漏電導。圖２．５是它的單元電路分析。??９??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一款130～140 GHz MMIC低噪聲放大器[J]. 王雨桐,吳洪江,劉永強. 半導體技術. 2017(06)
[2]無線通信技術未來發(fā)展趨勢分析[J]. 郭樂鑫. 現代商貿工業(yè). 2016(22)
[3]CMOS毫米波亞毫米波集成電路研究進展[J]. 洪偉,陳繼新,嚴蘋蘋,湯紅軍,章麗,候德彬,蒯振起,周健義,朱曉維,周后型,吳柯. 微波學報. 2010(04)
[4]單片毫米波CMOS集成電路技術發(fā)展動態(tài)[J]. 彭洋洋,吳文光,王肖瑩,隋文泉. 微電子學. 2009(05)
[5]CMOS低噪聲放大器電路結構分析與設計[J]. 臧威,李緒誠,劉橋. 重慶工學院學報(自然科學版). 2008(04)
[6]未來無線通信展望[J]. 王藝,張忠培,吳偉陵. 現代電信科技. 2001(12)
博士論文
[1]電感電容壓控振蕩器[D]. 唐長文.復旦大學 2004
碩士論文
[1]60GHz毫米波通信前端集成技術研究[D]. 朱魏.杭州電子科技大學 2014
[2]基于Turbo碼的人體通信信道技術研究[D]. 張俊.浙江大學 2012
[3]超寬帶CMOS低噪聲放大器設計[D]. 高陽.電子科技大學 2011
[4]基于CMOS工藝的超寬帶低噪聲放大器設計[D]. 徐洪波.西南交通大學 2010
[5]適用于無線局域網的CMOS低噪聲放大器設計[D]. 關赫.西安電子科技大學 2009
[6]無線射頻識別系統中振蕩電路研究[D]. 幸小雷.北京交通大學 2008
[7]SiGe HBT的工藝集成設計[D]. 陳帆.上海交通大學 2007
[8]高速多板系統信號完整性建模與仿真技術研究[D]. 劉燁銘.國防科學技術大學 2007
[9]基于SiGe工藝的寬帶低噪聲放大器設計與實現[D]. 謝李萍.電子科技大學 2007
[10]4H-SiC埋溝MOSFET的高頻小信號特性研究[D]. 柏鳳華.西安電子科技大學 2007
本文編號：3270996
【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１折疊結構電阻（９０°拐角）??
杭州電子科技大學碩士學位論文（或者多晶硅）、氧化層和襯底構成。ＭＯＳ電容的單位面積電容較大［１８］，故??應用于實現較大值的集成電容。在ＭＯＳＦＥＴ晶體管的不同工作狀態(tài)中，強反??工作區(qū)有著最大的電容密度，這一特性的應用十分廣泛。??可以看出，隨著偏置電壓的變化，ｐｎ結電容和ＭＯＳ電容的容值也會發(fā)生??變，這一特性可用于調諧電路中來改變電路的諧振狀態(tài)，即容抗管。??ＭＭ電容本質上就是一個平板電容器，一般來說其兩極板分別是較上層金??以及其一層只用來構成ＭＩＭ電容的特殊金屬層，該層不能用作互連線［１９］，??ＭＩＭ電容只存在于部分ＣＭＯＳ工藝中，與標準數字ＣＭＯＳ工藝也不兼容。??圖２．２所示，ＭＩＭ電容上下兩極板的金屬層距離很近，中間采用高介電常數??介質來達到較大的電容密度和較小的寄生效應，故ＭＩＭ電容是一種性能非??優(yōu)良的電容器［１９］。??
方法就不再實用，需要引入傳輸線理論。??傳輸線理論是一種采用由獨立的電阻、電容和電感組成的模型來等效和描??述微波、毫米波電路的分布參數電路理論［２１］，其模型示意圖如圖２．４所示。其??中０、是傳輸線的寄生阻抗，々、＆是傳輸線周圍激發(fā)高頻磁場磁能的存??儲電感，Ｃ是傳輸線周圍激發(fā)高頻電場電能的存儲電容，Ｇ是傳輸線兩導體之??間的漏電導。圖２．５是它的單元電路分析。??９??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一款130～140 GHz MMIC低噪聲放大器[J]. 王雨桐,吳洪江,劉永強. 半導體技術. 2017(06)
[2]無線通信技術未來發(fā)展趨勢分析[J]. 郭樂鑫. 現代商貿工業(yè). 2016(22)
[3]CMOS毫米波亞毫米波集成電路研究進展[J]. 洪偉,陳繼新,嚴蘋蘋,湯紅軍,章麗,候德彬,蒯振起,周健義,朱曉維,周后型,吳柯. 微波學報. 2010(04)
[4]單片毫米波CMOS集成電路技術發(fā)展動態(tài)[J]. 彭洋洋,吳文光,王肖瑩,隋文泉. 微電子學. 2009(05)
[5]CMOS低噪聲放大器電路結構分析與設計[J]. 臧威,李緒誠,劉橋. 重慶工學院學報(自然科學版). 2008(04)
[6]未來無線通信展望[J]. 王藝,張忠培,吳偉陵. 現代電信科技. 2001(12)
博士論文
[1]電感電容壓控振蕩器[D]. 唐長文.復旦大學 2004
碩士論文
[1]60GHz毫米波通信前端集成技術研究[D]. 朱魏.杭州電子科技大學 2014
[2]基于Turbo碼的人體通信信道技術研究[D]. 張俊.浙江大學 2012
[3]超寬帶CMOS低噪聲放大器設計[D]. 高陽.電子科技大學 2011
[4]基于CMOS工藝的超寬帶低噪聲放大器設計[D]. 徐洪波.西南交通大學 2010
[5]適用于無線局域網的CMOS低噪聲放大器設計[D]. 關赫.西安電子科技大學 2009
[6]無線射頻識別系統中振蕩電路研究[D]. 幸小雷.北京交通大學 2008
[7]SiGe HBT的工藝集成設計[D]. 陳帆.上海交通大學 2007
[8]高速多板系統信號完整性建模與仿真技術研究[D]. 劉燁銘.國防科學技術大學 2007
[9]基于SiGe工藝的寬帶低噪聲放大器設計與實現[D]. 謝李萍.電子科技大學 2007
[10]4H-SiC埋溝MOSFET的高頻小信號特性研究[D]. 柏鳳華.西安電子科技大學 2007
本文編號：3270996
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3270996.html
