文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
无线接收机CMOS可变增益放大器的设计
姓名:王华
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:张义门
20070101
摘要可变增益放大器在目前最常用的混合信号大规模集成屯路中有着重要的作用,它广泛应用于医疗设备,助听器,磁盘驱动,和无线通讯等领域之中。随着通讯领域的快速发展,对可变增益放大器的设计提出了更高的要求,那就是宽的动态范围,高的线性度,低电压低功耗和小的芯片面积。然而,采用技术来实现可变增益放大器存在着许多难点,因此也就成为一项人9刈⒌目翁狻在介绍了可变增益放大器的工作原理、应用背景、发展状况的基础上,根据工程的需要,采用/工艺技术,设计了应用于无线通讯接收机中的中频可变增益放大器,基本实现了其对低功耗,宽的动态范围,商的线性范围,小的增益误差,和占有小的芯片面积的设计要求和指标。这对目前无线通讯接收机的可变增益放大器设计具有很高的参考价值。关键词:可变增益放大器;接收机;自动增益控制;线性;增益范围
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本人签名:—堆日期:±钜导师签名:互笙釜塑羔丝日期:幽:创新性声明关于论文使用授权的说明导师签名:莞s本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或者使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存沧文。本人签名:
第一章引言历史背景随着技术的集成度的不断提高和市场对便携式、可移动性电子设备的不断增长的需求,要求集成电路朝着降低功耗的方向发展。器件具有高输入阻抗猧,极低的开关偏移误差—高的集成密度等特征,但最重要的足,它们的尺寸能按比例下降晶体管的尺寸按比例下降,导致在单个的芯片上可以集成更多的电路元件,以便使芯片的面积和它的成本都下降。随着集成器件的特征尺寸的减小,要求电源电压降低,降低电源电压也是降低功耗的最有效的途径。一个骞艿某叽绲减小,不仅意味着它的沟道长度和宽度的下降,也要求它的栅氧化层厚度的减薄。栅氧化层厚度的减薄,器件的垂直电场强度增大,为了避免由此而引起的晶体管成为集成电路不断发展的趋势。在目前最常用的混合信号缏分校杀湓鲆娣糯笃发挥着巨大的作用,它广泛应用于医疗设备,助听排糖等之中。可变增益放大器的主要特征是在其中有指数函数发生电路,这个电路在技术中是不易实现的,因为晶体管在强反型区呈平方律的特性。但是,该电路采用双极际跏呛苋菀资迪值摹2恍业氖牵ḿüひ蘸偷テ低电压模拟和混合信号电路是不兼容的。在传统的工艺技术条件下,要实现与锄兼容的高性能的双极晶体管是困难的,技术又没有很有效的解决办因为工作在饱和区的骷挥泄逃械闹甘叵档奶匦裕灾甘特性可以通过伪指数发生电路,或者泰勒级数电路来实现。然而,用以上这些方法得到的可变增益放大器的线性输出范围太小,一般不超过。在论文中介绍的用伪指数函数实现的可变增益放大器具有更高的线性范围,它的范围也只为,这个线性范围仍然是相当有限的。采用技术来实现高增益线性范围的可变增益放大器就引起人们的极大兴趣.,低的开关功率损耗—的击穿和确保晶体管的可靠性,电路的电源电压南陆狄脖厝器,和无线通讯法。
项目来源及概述论文的主要内容和结构根据调查报告数据显示,年到年,无线局域网市场将保持年平均%左右的持续增长,年,全球无线局域网市场想值将突破诿元。作为有线网络的延伸和一种补充,无线局域网被认为是下一代产业发展的最大推动力之一。作为~种领先于现有无线局域网标准和的技术标准,被大多数企业,,中的关键模块一射频集成电路成为目前研究和应用的热点。无线通讯系统对设计低电压,低功耗的射频集成电路设计提出了更高的要求。根据中芯国际设计服务处射频小组的项目要求,我的任务要实现中幕趕工艺的设计,使其在低功耗,动态增益范围,线性度,芯片面积及低噪声等方面有很大的提高,最终实现成功流片。我的论文工作要完成中幕趕增益动态范围以上,增益线性度好,误差小,噪声系数小于。并且最终在中芯国际流片。本论文第一章首先介绍历史背景,项目来源,及本论文的主要内容和结构;第二章介绍可变增益放大器的基