射頻MOSFET噪聲模型研究及CMOS工藝低噪聲放大器設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告

射頻MOSFET噪聲模型研究及CMOS工藝低噪聲放大器設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告引言：在接收機(jī)系統(tǒng)中，低噪聲放大器是關(guān)鍵的一環(huán)，在系統(tǒng)中起到放大信號(hào)和抑制設(shè)備噪聲的作用。因此，設(shè)計(jì)低噪聲放大器是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。而如何在現(xiàn)代CMOS工藝下設(shè)計(jì)低噪聲放大器，就成為了當(dāng)今射頻電路設(shè)計(jì)的一個(gè)重要課題。本文將首先介紹常見(jiàn)的射頻MOSFET噪聲模型，包括了多項(xiàng)式模型、寄生電阻模型和傳輸線模型。然后，結(jié)合模型的分析，探討了CMOS工藝下低噪聲放大器設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵問(wèn)題，如輸入匹配、輸出匹配、增益和穩(wěn)定性等。最后，我們將采用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一款低噪聲放大器。射頻MOSFET噪聲模型：當(dāng)信號(hào)通過(guò)通道時(shí)，MOSFET本身存在噪聲，會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行干擾，進(jìn)而影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。因此，在射頻電路設(shè)計(jì)中，射頻MOSFET噪聲模型是非常關(guān)鍵的。常見(jiàn)的射頻MOSFET噪聲模型包括：多項(xiàng)式模型：該模型將MOSFET的噪聲分成兩部分：由MOSFET內(nèi)部參數(shù)所提供的噪聲（正比于MOSFET電流的平方）和由電路中其他元件引起的熱噪聲。該模型的參數(shù)較少，計(jì)算簡(jiǎn)單，但是對(duì)于MOSFET的物理機(jī)理沒(méi)有考慮，因此不太準(zhǔn)確。寄生電阻模型：該模型考慮了MOSFET內(nèi)部元件的寄生電阻對(duì)噪聲的影響。由于寄生電阻與色散耗散有關(guān)，因此該模型對(duì)高頻電壓偏置條件下的噪聲有較好的描述。但該模型對(duì)MOSFET的本質(zhì)物理和因素并沒(méi)有考慮，因此在高頻和弱反饋時(shí)失去了精度。傳輸線模型：該模型將MOSFET模擬為傳輸線，考慮了信號(hào)的反射和傳輸?shù)纫蛩?，可以較好地描述高頻噪聲。但是該模型的計(jì)算比較困難，而且不利于理解MOSFET的物理機(jī)理。低噪聲放大器設(shè)計(jì)：在CMOS工藝下設(shè)計(jì)低噪聲放大器，需要注意以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：1.輸入匹配：輸入電阻與信號(hào)源的內(nèi)阻匹配，以獲得最大的信號(hào)輸出功率。同時(shí)，為了降低噪聲，應(yīng)使輸入電阻盡可能大。2.輸出匹配：輸出電路與負(fù)載電阻匹配，以使輸出功率最大。在同時(shí)考慮噪聲的情況下，輸出電阻應(yīng)盡可能小。3.增益：低噪聲放大器需要具有足夠的增益，但過(guò)大的增益也會(huì)引入更多的噪聲。4.穩(wěn)定性：低噪聲放大器需要在各種工作條件下穩(wěn)定工作。尤其是在高增益條件下，更容易出現(xiàn)穩(wěn)定性問(wèn)題。低噪聲放大器設(shè)計(jì)：本文將設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻率為2GHz，通帶寬度為1GHz的低噪聲放大器。采用CMOS0.18um工藝，供電電壓為1.8V。放大器采用共陰極放大電路，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)采用LC匹配網(wǎng)絡(luò)，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用簡(jiǎn)單的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。如果輸入與輸出阻抗為50Ohms，則輸入部分選用200Ohm的電容，并聯(lián)一個(gè)15pF的電容，在輸出部分，采用400Ohm的電阻與50Ohm的電阻串聯(lián)即可。為了降低噪聲，我們需要采用一個(gè)低噪聲的MOSFET。根據(jù)常用的射頻MOSFET噪聲模型，我們可以選擇一些優(yōu)質(zhì)的MOSFET，如Infineon的BLF2425M7LS250B。我們將采用ADS軟件進(jìn)行電路仿真，設(shè)計(jì)出具有低噪聲、高增益、同時(shí)具有穩(wěn)定性良好的低噪聲放大器。結(jié)論：低噪聲放大器是現(xiàn)代射頻電路設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)，通過(guò)對(duì)射頻MOSFET噪聲模型的深入分析，可以幫助我們更好地理解和設(shè)計(jì)低噪聲放大器。在CMOS工藝下，低噪聲