文档介绍：复旦大学
博士学位论文
CMOS蓝牙收发器中低噪声放大器的设计及高频噪声研究
姓名:黄煜梅
申请学位级别:博士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:洪志良
20040424
摘要关键词:蓝牙收发机低噪声放大器亚微米高频噪声对于无线收发器信机中的射频电路模块而言,低噪声是一个非常重要的性能指标。然而,无论是肷P突故侵腣模型都不能很好地模拟亚微米中的高频噪声,因此,对亚微米器件的高频噪声进行建模是本文的一个重点内容。本文首先从热噪声的产生机制~载流子与热振动着的晶格原子或电离的杂质离子之间的随机碰撞出发,从微观的角度,分析了载流子速率大小与方向的随机变化所产生的噪声、射率的范围内载流子的速率波动所产生的噪声与仍肷涞墓叵怠然后,基于亚微米高频噪声的起源及短沟道效应,详细研究了漏极电流噪声与栅感应噪声,进行了定量的公式推导,给出了完整的高频噪声模型;还分析了器件的工作状态、尺寸大小以及外加偏置电压与其噪声性能之间的关系,从噪声优化的角度对电路设计给予指导;利用线性网络噪声分析原理将一个复杂电路系统驮肷糯笃的噪声分析转化成多个表示噪声的相关矩阵间的矩阵运算,并借助,分析了高频寄生效应、工作偏压等因素对系统噪本文另一个工作重点是设计集成于蓝牙收发器信机芯片中的射频低噪声放大器。通过控制偏置电路所产生的偏置电压与电流,实现低噪声放大器的增益可控;为满足实用性的需要,考虑了封装及静电保护电路釉肷呕阻抗匹配、增益及线性度的角度讨论了电路的设计方法,重点分析了寄生参数对电路性能的恶化:在电路实现及版图设计方面,采取相应的措施尽量减小高频寄生效应:此外,还研究了电路性能测试方案及测试电路板的设计原理。对基于数字工艺流片的芯片进行了测试,正向电压增益、阻抗匹配与设计指标相近,噪声系数偏大一些,输出中心频率因寄生参数等因素的影响低于设计值。本文的最后一章对所做工作进行了总结,并对今后的工作提出了自己的看法问杩蛊ヅ声性能的影响。和建议。
垒椤!!!!!!!!!!!!!!!R,,,;猰,;琩籥琭.;甎.,瑃,—...,,;;瓼
,:,琁
墨二茎童。————言笫一章引引言年起先后在日本和韩国投入商用。能够在广域网上实现氖当人类社会发展到二十世纪末,微电子学与超大规模集成电路技术的巨大进展、实时便捷地获取与交换信息的强烈愿望促使了无线通讯技术的诞生,并使之以一种前所未有的速度发展更新。在移动通信领域,无线通讯技术实现了人们在任何时间、任何地点与任何个人进行通信的愿望,是未来理想的个人通信服务的必由之路。目前的移动通信产品是以第二代数字移动通信为主体,包括欧洲采用时分多址技术的全球移动通信系统捅泵啦捎寐敕侄嘀际醯腎标准。低炒τ诓欢系难萁校绮捎酶咚俚缏方换皇菁际、通用分组无线服务增大其数据帝宽,采用分层网络结构、智能跳频等技术增加网络容量。.标准也在不断增强其无线数据服务的功能。为了提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖,年又推出了第三代移动系统,速率,在办公室和家中可以达到5谒拇贫ㄐ畔低秤爰际跏目前移动通信领域的研究热点。事实上,九十年代早期欧洲就开始了的研究,目标速率是S纫延械氖忠贫ㄐ畔低诚啾龋懈叩氖据率、更好的业务质量、更高的频谱利用率、更高的安全性、更高的传输质量以及更高的灵活性【俊当无线通讯技术与计算机网络相结合,以无线技术取代以往有线布线方式来构成局域网,可提供传统有线局域网的所有功能,即无线局域网。,开创了先河,目前,领域主要有系列与/、蚲。工作于俾饰⒃.之间自动速率调整;还具有愕姆梦士刂坪图用芑疲以提供与有线网络系统级别的安全保护;还提供了可选择的位及坏墓享密钥算法,从而成为的主流。工作于,借助于技术,最高速率提升至。,蓝牙方案是由、爱立信、诺基亚和东芝等公司于年组成的岢霾⒅贫ǖ摹@堆兰际醯及。
蓝牙收发器目标是用无线通讯技术连接所有的移动电子设备,进而形成一种个人身边网络,使得其范围内的各种信息化的移动和便携设备都能实现资源共享,因此,蓝牙属于无线个人局域网的标准。┢危氲乃俾试鲂诺内跳频,信道间隔为,标称数据速率为捎肎牡髦品绞剑在发送和接收信息中通过不断改变传输方向来共用一个信道,实现全双工传输;为尴咄ㄐ啪嗬胛>」芎推渌亩叹嗬胛尴咄ㄑ都际跸啾如甀、堆兰际醯挠攀拼嬖谧乓恍┱椤5哂械统杀尽低功耗、支持较高质量话音数据传输的特点,这些与具有较强的互补性,因此,趋于成熟的蓝牙产品进入市场是必然的趋势。一个完整的蓝牙单片系统包括前端和基带处理部分,前端又叫收发器,它决定着整个蓝牙系统的基本性能指标,如误码率,发射功