[发明专利]一种超宽带CMOS低噪声放大器自动化设计方法及CMOSLNA设备

摘要

本发明提供一种超宽带低噪声放大器设计方法，属于射频与微波集成电路领域。该设计方法包括输入超宽带CMOS LNA设计指标，建立通用电感源级负反馈双增益超宽带CMOS LNA结构，基于线性功率限制最佳噪声系数的矢量空间算法计算CMOS LNA电路输入品质因素Qs和驱动电压Vod；调用Cadence软件对电路进行仿真和参数微调，从而实现整个宽带CMOS LNA电路器件参数的预估，为后续仿真和参数微调提供初始输入。本发明使得超宽带CMOS LNA的设计，变得更加自动化和智能化，打破了传统RFIC设计的复杂过程，提供了较为便利的设计方法。

主权项

一种超宽带CMOS低噪声放大器自动设计方法，其特征在于，输入CMOS LNA设计指标，获取工艺参数；建立短沟道MOSFETs的一阶静态器件方程库，对CMOS LNA的电路性能进行估算，完成晶体管参数的大信号和小信号分析，计算相关信息；建立通用电感源级负反馈的双增益超宽带CMOS LNA电路结构，调用基于噪声和线性功率最佳的矢量空间算法，获得CMOS LNA电路的关键参数；将通用电感源级负反馈的双增益超宽带CMOS LNA电路结构和得到的关键参数导入Cadence模块，完成电路的仿真设计；所述调用基于噪声和线性功率最佳的矢量空间算法，获得CMOSLNA电路的关键参数包括计算输入品质因素Qs和驱动电压Vod，具体包括：将电路的噪声系数NF与Qs和Vod的相关性，及线性度IIP3与Qs和Vod的相关性分别表示为两个矢量空间：ξ1{NF，Vod，Qs}、ξ2{IIP3，Vod，Qs}；定义CMOS LNA电路电流消耗Id与Qs和Vod的关系矢量空间为：ξ3{Id，Vod，Qs}；获得ξ1、ξ2子空间分别为：ξS1{NF<NFs，Vod，Qs}，ξS2{IIP3>IIP3s，Vod，Qs}；将空间ξ1与空间ξS2取交集得到子空间ξS3{NF，QsIIP3，VodIIP3}，将子空间ξS1与子空间ξS3相交得到满足最佳噪声系数和线性度的Qs和Vod子空间为ξTS＝ξS1∩ξS3；将ξTS子空间与ξ3空间相交，得到最佳噪声系数子空间ξopt＝ξ3∩ξTS，在ξopt空间中选择电流最小的点，得到最佳Qs和Vod值，其中NFs、IIP3s分别为目标噪声系数和三阶交调截点参数。