基于ZigBee射频接收机的0.18μm CMOS2.4GHz低噪声放大器的设计

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ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,是IEEE802.15.4技术的商业名称。由于ZigBee网络省电、可靠、成本低、容量大等诸多优点,已经发展成为当今最热门的短距离无线通信技术之一。随着ZigBee硬件和软件在市场上的陆续出现,可以预期很快市场上将出现真正的ZigBee产品。 在CMOS、BiCMOS、双极工艺、GaAs等众多工艺中,CMOS工艺最成熟、成本最低、功耗最小、应用最为广泛,且随着技术水平的提高,CMOS的频率特性和噪声特性也逐渐得到改善,因此尺寸不断缩小的CMOS工艺技术,必将取代传统工艺成为发展主流。近年来,随着特征尺寸的不断缩小,深亚微米CMOS工艺其MOSFET的特征频率已经达到了100GHz以上,使得利用CMOS工艺实现GHz频段的高频模拟电路成为可能。 另一方面,无线通信广泛应用的一个条件是低成本,这就要求更高的集成度以减少元件数目、缩小产品体积和缩短产品开发时间。于是,采用单一工艺集成数字信号处理器、微处理器以及射频前端电路,实现片上系统(System-on-a-Chip,SoC)成为理所当然的选择。由于CMOS工艺的低成本优势,用CMOS工艺实现射频通信SoC非常具有吸引力。 正是在这—ZigBee飞速发展,用CMOS工艺实现GHz频段射频集成电路兴起的时期,本文详细讨论了ZigBee射频接收机前端重要电路模块—低噪声放大器(LNA)的设计,并采用SMIC 0.18岬RF-CMOS工艺,设计了一个符合IEEE802.15.4标准,适应于ZigBee射频接收机前端的2.4GHz低噪声放大器(LNA)。
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