【摘 要】
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经济的发展带动了物联网和移动互联网的兴起,也带来了新的发展热点。穿戴式设备,在生活智能化这一背景下,形成高速发展的趋势。但是,穿戴式设备由于自身特性,电池的容量得到
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经济的发展带动了物联网和移动互联网的兴起,也带来了新的发展热点。穿戴式设备,在生活智能化这一背景下,形成高速发展的趋势。但是,穿戴式设备由于自身特性,电池的容量得到限制。因此,系统自身的功耗问题一直制约穿戴式设备发展,影响其应用前景。在目前的市场背景下,纳米CMOS工艺是穿戴式设备的首选工艺。因此,针对穿戴式设备,使用纳米CMOS工艺进行低噪声放大器的设计,具有重要的意义。本课题基于SMIC 55nm CMOS工艺,对适用于低功耗蓝牙标准的低噪声放大器(LNA, Low Noise Amplifier)进行设计。采用了具有源极电感负反馈的共源极低噪声放大器,该结构为经典的低噪声放大器结构。基于该结构,在55nm CMOS这一工艺节点上,进行了一系列的验证和优化,使得该低噪声放大器在提供合理增益的同时,噪声系数与线性度指标均满足低功耗蓝牙标准的应用需求。针对设计需求,该LNA将匹配网络全部进行了集成。在Cadence软件环境下实现电路的前端设计、版图设计以及后仿验证,并进行了流片测试。结果表明:本课题设计的低噪声放大器在1.2V电源电压下,在2.4GHz的工作频带上,输入匹配特性良好。增益为10dB,噪声系数实测为4dB,输入1dB压缩点为-3dBm,输入三阶截点为7dBm。本课题设计的低噪声放大器的测试结果基本满足设计指标的需求,经过进一步优化可以集成到符合低功耗蓝牙的射频接收机芯片中。
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