一款20～25 GHz基于变压器的改进型多路径噪声抵消低噪声放大器

摘要

提出了一种20～25 GHz低噪声放大器,该放大器采用基于变压器的改进型多路径噪声抵消（IMNC）结构.所提出的IMNC方法解决了传统双路径噪声抵消（DPNC）技术的关键局限性. DPNC技术使用共源（CS）级和共栅（CG）级来相互抵消噪声,但是并不能完全消除CG级的噪声.尽管增加CG晶体管的跨导可以改善CS级的噪声消除,但它引入了功耗和噪声性能之间的权衡.为了克服这些限制,IMNC架构引入了一个无源网络,即3圈堆叠变压器,使得CG级增益提高,在不增加功耗的情况下改善了CS级的噪声抵消效果.该变压器还构建了一个额外的噪声传输路径,使部分CG级噪声能够实现自抵消.与传统的DPNC方法相比,这些改进带来了更好的噪声性能和功率效率.本文采用40 nm互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）工艺制造,峰值增益为14.5 dB, 3 dB带宽为5.1 GHz（在20～25 GHz频段）,最小噪声系数（Noise Figure, NF）为2.0 dB,功耗为22.4 mW,核心面积为0.16 mm².

关键词

互补金属氧化物半导体 / 低噪声放大器 / 噪声抵消 / 跨导增强