随着无线通信应用的持续发展和手持设备的普及,低功耗设计成为工业界与学术界共同关注的重要问题。因为低功耗设计不仅有助于延长手持设备的工作时间,还可以避免芯片发热量增大引起的可靠性问题。本文针对射频接收集成前端进行了探讨,研究如何在低功耗下实现接收前端的关键性能。关键性能包括增益带宽,噪声系数以及线性度,本文探讨了接收前端关键性能与功耗之间的约束关系,并针对每项性能进行了低功耗技术研究。针对高增益宽带射频接收集成前端,本文探讨了增益带宽积与功耗之间的约束关系,并提出增益互补扩展带宽技术有助于在更低的功耗下实现一定增益带宽积。在超宽带巴伦低噪声放大器的设计中,本文总结了现有宽带高增益巴伦低噪放结构,指出其功耗较高的原因。并首次在巴伦低噪放设计中提出电流复用的增益互补技术,用电流复用的共栅预放大器和有源巴伦实现高增益与高带宽,显著降低了所需的功耗。这款巴伦低噪放在TSMC130nm工艺下实现并进行测试验证,本结构在7.15mW的总功耗下实现了23dB的最高增益与2.5GHz的带宽,验证了本技术的有效性。基于这款低功耗巴伦低噪放,本文采用无源混频器和有源电感技术,实现了一款超宽带射频接收集成前端。针对射频接收集成前端的噪声系数,本文对现有的低噪声技术进行了梳理与分析,指出正反馈,有源跨导增强以及噪声删除等技术降低噪声系数都以功耗的提升为代价。本文在低噪放设计中首次提出电流复用噪声删除技术,利用有源负载实现了主放大管噪声源的删除和转换增益的提升,缓解了功耗与噪声性能之间的约束。进一步地,本文首次提出将噪声删除技术与二次跨导增强技术相结合,得以在极低的功耗下实现不错的噪声性能。在TSMC130nm工艺流片验证中,测试显示本文所提出的结构在0.4mW的核心功耗下可以实现平均4.0dB的噪声系数,证明了电流复用噪声删除技术的有效性。针对射频接收集成前端的线性度,本文分析总结了现有的低噪放线性化技术。本文在低噪放的设计中首次提出了电流复用失真删除技术,缓解了功耗与线性度之间的约束。本技术用有源负载实现主放大管非线性失真的删除,不增加功耗的条件下改善了线性度。本结构在SMIC65nm工艺下进行了设计,仿真显示本文提出的结构可以在5.6mW的功耗下实现19.6dBm的IIP3和6.9dBm的P1dB,验证了电流复用失真删除技术有助于在低功耗下提升线性度。