CMOS RF螺旋电感和VCO的设计与优化

摘要

论文第一章概要地介绍了RF集成电路的相关理论,讲述了振荡器的概念和种类,着重介绍了VCO的工作原理,并以一个VCO电路为例,讲述了它的分析设计方法.论文第二章详细研究了硅衬底RF集成电路中螺旋电感品质因数Q的数值和解析优化过程而后开始VCO的研究和设计.首先,详细地研究了振荡器的相位噪声理论,包括Leeson半经验模型和冲击灵敏度函数 ,在此基础上总结出几种减小相位噪声的方法,并将这些减噪方法应用到一个实际的振荡器中,通过仿真看出这些方法是有效的.接下来基于TSMC 0.25-um工艺,详细讲述了一个工作频率在1.8GHz、调谐范围>15﹪、在偏离中心频率500kHz处相位噪声<-100dBc/Hz的负阻式LC VCO的设计和实现过程.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

§1.1射频CMOS集成电路发展概述

§1.1.1RF电路中的CMOS工艺

§1.1.2RF收发机的结构和部件

§1.1.3RF设计中的CAD技术

§1.2CMOSRF电路中片上螺旋电感

§1.3振荡器的工作原理

§1.3.1概述

§1.3.2 压控振荡器（VCO）的原理。

§1.3.3VCO环路设计

§1.4本文的研究内容

参考文献

第二章硅衬底RF集成电路螺旋电感品质因数Q的优化

§2.1引言

§2.2SIOS物理模型的参数分析

§2.2.1串联电感Ls

§2.2.2串联电阻Rs

§2.2.3串联电容Cs

§2.2.4衬底寄生参数

§2.3计算结果

§2.4优化设计

§2.4.1数值优化

§2.4.2解析优化

§2.5结论

参考文献

第三章振荡器的相位噪声理论

§3.1引言

§3.2振荡器的相位噪声理论

§3.2.1相位噪声的Leeson-Cutler模型

§3.2.2 冲击灵敏度函数（ISF）。

§3.2.3减小相位噪声的几种方法

§3.3举例说明减小相位噪声的方法在VCO设计中的作用

§3.4结论

参考文献

第四章VCO的设计与实现

§4.1设计概述

§4.2VCO的设计

§4.2.1电路结构

§4.2.2MOS管SPICE模型的选取

§4.2.3可变电容的设计

§4.2.4谐振回路的设计

§4.2.5负阻电路的设计

§4.2.6电路仿真结果

§4.3VCO的版图实现

§4.3.1注意事项

§4.3.2宽MOS管的版图实现

§4.3.3螺旋电感的设计和版图实现

§4.3.4电阻的版图实现

§4.4结论

参考文献

第五章总结与展望

附录ABSIM3v3模型参数及其含义列表

附录BMOS管的SPICE模型和ADS模型格式

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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