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CMOS低噪声放大器和有源电感的优化设计的综述报告
CMOS低噪声放大器和有源电感的优化设计
绪论
近年来，由于无线通信、卫星导航、数字电视等现代通信技术的发展，对高速、广带、低功耗的设计需求日益增加。因此，低噪声放大器和有源电感的研究成为集成电路设计的重要研究领域。
低噪声放大器在接收机中作为第一级放大器起到了重要的作用。它的主要任务是将输入信号的微小变化放大到能够被后续的处理电路识别、处理和解码。低噪声放大器的噪声系数越小，其性能就越好。
有源电感是一种基于反馈技术实现的电感。相对于传统的被动电感器，有源电感比其在实现相同的电感值时具有更高的品质因数，体积更小、损耗更小。
笔者在这篇综述报告中将对CMOS低噪声放大器和有源电感的基本原理、优化设计方法进行探讨。
低噪声放大器
低噪声放大器通常是在马达荷尔工作点的低噪声放大器电路，并且必须在调整偏置电压和输出电流之间找到平衡。由于低噪声放大器处于信号链起始位置，所以其输入阻抗应该较高，而输出阻抗应该较低。
在CMOS低噪声放大器的设计中，有三种常见的启动电路：电子贡献杂散电极（GmC）、共模反馈（CMFB）和发射器电流反馈（EB）。
电子贡献杂散电极（GmC）是一种使用电子贡献分离电极来增加输入电容的方法。这种方法能够降低放大器的噪声系数和失调，但也会导致调谐效果变差。
相对于GmC电路，共模反馈（CMFB）的技术更为成熟。CMFB提供了一个反馈环路，帮助放大器抑制共模噪声。这种方法能够产生高达20dB的共模抑制比，因此CMFB技术成为了现代低噪声放大器的主流。
在CMOS低噪声放大器设计中，利用源极共源源极（S-CS-S）引脚的电容的共振，可以将噪声成分定位在特定频率上，并以这种方式刻画放大器的噪声。
有源电感
有源电感是基于反馈电路技术实现的电感器，其原理与被动电感器类似。它由一个差分放大器、反馈电容和负载电阻组成。
有源电感的优点在于它能够实现高Q值和小体积，而且在频率选择电路、滤波器等应用中占据重要地位。有源电感耦合放大器有许多种功率级别，其中作为前置放大器的功率级别是特别小的。因此，有源电感的噪声起始于其内部电阻，而这个电阻对系统整体噪声影响并不显著。
在有源电感的设计中，三角形振荡器的应用是比较常见的。通过在差分电压输入端串联一个电感，就可以产生三角波输出，并输出一个振荡信号。这个电感对应的电压-电流特性可以直接用于三角形振荡器的控制电压输入端。
结论
上述内容在当今CMOS低噪声放大器和有源电感的应用中有着很高的实用性。优化设计可以提高电路的Q值、噪声系数和带宽。面对未来的电路设计，我们应该继续探索低噪声放大器和有源电感的设计方法，以满足不断发展的通信技术的需要。