A 31.7-GHz high linearity millimeter-wave CMOS LNA using an ultra-wideband input matching technique
具有宽带输入匹配性能和高线性度的31.7 GHz CMOS基毫米波低噪声放大器

本文基于CMOS工艺设计了一种工作于31.7GHz具有良好输入匹配性能和线性性能的低噪声放大器。宽带输入匹配性能的实现基于一种简单的LC网络的组合，使得S11的曲线在-10dB以下出现1个以上的凹谷。为了获得输入阻抗Zin与负载的关系，文中分析了匹配电路的原理，确定了影响Zin的关键因素。文中着重对Zin和负载配置的关系进行了深入探讨，这在以往并未引起太多关注。此外，本文使用级联矩阵建立了输入级噪声模型而非使用传统的噪声理论，这样一来，Zin和NF便可以用统一的公式进行计算。线性分析在本文也有所涉及。最后，本文设计了一个低噪声放大器加以验证。芯片测试结果表明本文设计的低噪声放大器具有9.7dB的功率增益，S11在频率高于29GHz的仪器量程范围内全部在-10dB以下。测得的输入1dB压缩点和3阶交调点分别为-7.8dB和5.8dB。低噪声放大器的制造采用90 nm射频CMOS工艺，包括焊盘在内整个芯片的尺寸为755 um x 670 um。电路在1.3 V电压下的耗散功率为24 mW。