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电感是射频集成电路(RFIC)设计中使用的最重要的元件之一，使用片上螺旋无源电感占用了大部分芯片面积。而且，其电感值不可调谐、Q值低，严重限制了电路性能。 本文对基于晶体管合成宽带、高Q、可调谐有源电感进行研究，并应用到宽带低噪声放大器(LNA)设计中，不但节省面积，而且利用可调谐特性，实现了对LNA性能的可调节。 首先，在考虑回转器跨导网络存在非理想因素和寄生效应后，建立了有源电感通用跨导模型。然后，给出了8种有源电感的基本拓扑，在输入阻抗近似相等的情况下，从最小工作电压、功耗、可调谐特性及频率特性等方面对它们进行了分析比较。通过比较，选取NMOS的共源-共漏电路拓扑作为我们的有源电感基本结构。 其次，在基本的共源-共漏有源电感电路拓扑的基础上，在共漏（源极跟随器）结构中加入有源电阻反馈网络，构成新型有源电感。通过对新型有源电感的小信号等效电路分析，得到了有源电感的电感值、Q值及谐振频率的表达式。然后，利用Cadence SpectrueRF软件对新型有源电感进行了仿真验证，结果表明，在频率小于5GHz时，其等效电感值随频率变化很小，大于5GHz后随频率略有增大，通过调节共源-共漏电路拓扑的偏置电压和有源电阻反馈网络的偏置电压，其电感值可调范围为0.7nH-11.2nH，品质因子最大值可达到1557，工作频率最高可达到20GHz。显示了新型有源电感具有高的电感值及宽的可调节范围，高的品质因子Q和高的工作频率。 最后，基于新型有源电感实现了一款可调谐、小面积超宽带LNA。采用有源电感实现了LNA带宽的扩展和增益平坦度的改善。另外，通过使用发射极电感退化技术和基极电感退化技术，同时实现了端口阻抗匹配和噪声匹配。由于采用有源电感，不但极大地缩小了芯片面积，同时利用有源电感的电感值可调谐特性，实现了LNA增益的可调。该技术方案可用于调整设计中没有考虑到的因工艺偏差、封装寄生带来的增益退化。基于TSMC0.35μm SiGe BiCMOS工艺，利用Cadence SpectureRF对基于有源电感的UWB LNA进行了仿真验证及版图设计，结果表明，在3.1～10.6GHz工作频率范围内，通过调节外部电压调谐有源电感，可使LNA的增益S21在16～19dB范围内变化，显示了有源电感对LNA性能的可调谐性。同时，LNA的输入输出回波损耗S11、S22均小于-10dB，噪声为2.4～3.7dB，输入三阶截点IIP3为-4dBm。由于使用了面积小的无源电感，整个电路芯片面积约仅为0.11mm2。