1.2GHz CMOS低噪声放大器的仿真设计与实现

摘要

近年来，用EDA软件对物体进行的仿真设计与实现在各大领域和行业中已经有了非常广泛的使用，其中包括各大型企业、事业机构以及从事教学领域的各大科技研究中心等。比如说，在一些高端的机械设计制造产品如飞机，EDA的应用对其开发、绘图、仿真性能测试等方面都有着显著的作用。
　　论文充分结合使用EDA软件Cadence、HFSS以及ADS对CMOS工艺射频低噪声放大器进行建模、模型分析、仿真与实测对比，获得了精准的模型表达和完整的设计验证流程，对基于CMOS工艺的低噪声放大器的通讯技术应用有着十分重要的理论和实际意义。
　　论文首先对电子电路设计、电磁仿真使用的软件做了相关调研，选取了相应设计软件并对各个设计软件的功能及用法进行了研究。然后论文对研究对象作了需求分析，也即是对所仿真设计的低噪声放大器所要达到的性能指标进行了分析。之后为了奠定后续研究基础，论文分析了所选择的设计实体-低噪声放大器的各种结构，详细的比较了各电路的优缺点并讨论了电感设计的方法和其高频特性，以及在HFSS软件仿真中涉及到的各项参数。同时，鉴于电感器件是低噪声放大器中不可或缺的一个重要器件，论文中也对CMOS硅衬底电感特征参数、高频特性等进行了分析，这也是后续研究工作的基础之一。再有，论文重点介绍了四类低噪声放大器以及三类低噪声放大器电感的仿真设计方法。四类低噪声放大器包括：单端的共源共栅低噪声放大器、差分输入差分输出低噪声放大器、采用巴伦结构的低噪声放大器和提高线性度的低噪声放大器。三类低噪声放大器电感包括：带抽头的电感、不带抽头的电感和巴伦。最后，论文给出了使用Cadence软件做的后三类差分低噪放大器的版图结构，对四类放大器都对其进行了电路仿真。其中，后三类差分放大器给出了后仿结果，采用巴伦结构的差分放大器通过了90nm流片并进行了芯片测试得到理想的测试结果。
　　整个论文都是通过三款EDA软件Cadence、HFSS以及ADS软件协同仿真来完成的，具有非常强的软件工程意义。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2国内外发展的状况

1.3论文的主要工作

第二章CMOS低噪声放大器仿真设计的需求分析

2.1需求分析

2.2 CMOS低噪声放大器仿真设计使用的软件

第三章 硅衬底电感仿真参数设置

3.1电感的基本概念

3.2 CMOS工艺电感的高频特性仿真设置

3.3片上螺旋电感的结构及主要参数仿真设置

3.4 HFSS仿真的三种不同电感结构的对比与分析

第四章 低噪声放大器及电感结构的仿真研究

4.1窄带LNA的仿真设计

4.2 共源共栅单端低噪声放大器仿真设计

4.3差分输入差分输出低噪声放大器仿真设计

4.4采用巴伦结构的差分低噪声放大器设计

4.5提高线性度的差分低噪声放大器仿真设计

4.6电感结构设计

第五章 1.2G HZ低噪声放大器仿真结果测试

5.1共源共栅结构低噪声放大器仿真结果测试

5.2差分输入差分输出低噪声放大器仿真结果测试

5.3 采用巴伦的差分低噪声放大器仿真结果测试

5.4 提高线性度的低噪声放大器仿真结果测试

第六章 总结

致谢

参考文献