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近些年来随着射频集成电路的迅猛发展和人们对大数据量、低功耗、高集成度无线通讯产品需求的不断增加，研究人员在高频率、低功耗、宽带宽、低成本等方面进行了大量的研究工作。然而在面对这些设计的过程中研究人员所面临的主要困难是，如何在尽可能低的成本下，采用标准工艺来实现具有高的工作频率、低的工作电压和宽带宽的电路。
本文以射频前端电路LNA和Mixer为主要研究对象，面向高频率、低工作电压、宽带宽对这两个电路模块分别进行了设计和制备。面对高频率的设计挑战本文采用商业标准工艺设计和制备了工作在12GHz的LNA电路；面对低工作电压和SOC系统设计，分别提出并设计了工作电压低于1.0V的中和化LNA和双栅Mixer电路结构；面对宽带宽设计挑战，设计和制备了面向第一代超宽带系统的超宽带BiFET结构Mixer电路。
设计并实现了工作频率在12GHz的LNA电路。该LNA采用两级级联共源共栅结构。电路的设计和制备采用的是美国Jazz半导体0.35um SiGe BiCMOS工艺。电路的测试结果表明，该电路获得了较好的性能，可以满足实际应用过程中的需求。在电路的工作频段内，其S11和S22分别优于一12dB和-10dB，具有较好的输入输出匹配特性；其正向功率增益S21值为9.7dB；电路的最小噪声系数为6.2dB，与仿真数值相比略高；电路的线性度指标IIP3和1dB数值分别为-4.7dBm和-17.12dBm，完全可以满足LNA电路的应用需求。所设计电路的工作电压为2.0V，包括偏置电路在内整个电路的总功耗为25mW。整个芯片的面积(含PAD在内)ho.63mmx0.74mm。与近年来已有设计相比，该设计采用了0.35um标准工艺，对电路的输入输出和噪声匹配进行了特别的设计考虑，电路性能基本持平。
设计并制备了工作频率为5.0GHz的低压中和化LNA电路。该低噪声放大器采用两个与差分共源放大器完全一样的关态MOSFET中和共源输入级栅漏寄生电容Cgd，通过采用这一方式可以在不增加任何功耗的前提下消除由于共源管Cgd所产生的Miller效应。基于该技术，采用Jazz半导体0.35um CMOST工艺设计并制备了工作在5.0GHz的低噪声放大器。仿真结果表明，在考虑了各种寄生效应的情况下，该低噪声放大器可以在0.8V的电源电压下工作(MOSFET器件的Vthh 0.56V)，包括偏置电路在内的功耗为8.8mW。在5.0GHz工作频率下：该放大器的噪声系数为3.0dB，正向增益S21为8.6dB，S11和S22分别为-13.5dB和-25.4dB，电路的反向隔离度S12为-27dB，与未采用本结构的共源型放大器相比提高了-14dB，与传统的共源共栅型放大器相当。设计并制备了工作频率在3～5GHz的超宽带BiFET Mixer电路。提出TBiFETMixer电路结构，采用BipoIar和MOSFET分别作为Gilbert Mixer电路的跨导级和开关级。并对BiFET Mixer电路的工作原理进行了详细的分析。最后采用美国Jazz半导体0.35um SiGe BiCMOS工艺制备了工作在3～5GHz的超宽带BiFETMixer。电路的测试结果表明：该Mixer电路在3～5GHz的工作频段内，RF和LO端口的输入匹配均优于-15dB，当输入LO功率为+5dBm，中频输出频率为10MHz时，电路的转换增益为4.5±0.5dB。Mixer的噪声性能仿真结果表明，在同样的偏置电流下，采用该结构之后电路的噪声性能与单纯采用MOSFET的Mixe阱目比其噪声性能有大约2～3dB的提高。在线性度方面测量的1dB压缩点为-13dBm，与完全用BJT的Mixer电路相比有4～5dBm的提高。
双栅Mixer的设计与分析。提出了采用双栅器件作为有源器件的双栅Mixer的电路结构，并且通过理论分析推导了双栅Mixerr的工作原理，根据所使用的双栅器件模型，采用Verilog-A语言对该模型进行了描述。最后通过电路仿真软件，结合所使用的模型对吉尔伯特型双栅混频器进行了相关的仿真验证。仿真结果表明：采用双栅结构可以很好的实现Mixer的功能。