陈迪平+蒋广成+马俊

摘 要：采用SMIC 0.13 μm RF CMOS工艺，设计了一款新型的双频段可变增益低噪声放大器（DBVG-LNA），应用于GSM900/DCS1800双频网络通讯系统中.分别采用多谐振网络和开关谐振网络完成输入输出双频段阻抗匹配，采用共栅旁路管和开关切换电阻完成4挡可调增益，有效地解决变频段和变增益兼容难的问题.另外，采用共源共栅差分对结构获取高隔离度和低二次谐波失真.1.2 V电源电压，版图面积为0.43 μm ×0.65 μm.仿真结果表明，在GSM900频段电压增益20.6～12.7 dB 4挡可调，NF：1.45～2.05 dB；在DCS1800频段电压增益19.3～11.2 dB 4挡可调，NF：1.36～2.55 dB；S11均小于-17 dB.

关键词：低噪声放大器；双频段；可变增益；阻抗匹配

中图分类号：TN402 文献标志码：A

New Dual-band Variable Gain Low Noise Amplifier CHEN Diping，JIANG Guangcheng，MA Jun

（School of Physics and Electronics， Hunan University， Changsha 410082， China）

Abstract：This paper proposed a dual-band variable gain low noise amplifier （DBVG-LNA） by using SMIC 0.13 μm RF CMOS process. The DBVG-LNA can be used in GSM900/DCS1800 dual-band wireless networking communication system. The multi-resonance network and switching resonant network are used respectively to achieve the input and output dual-band impedance matching. The common gate bypass transistor and switching resistance are used to obtain four variable gains， effectively solving the problem where the variable band and variable gain are incompatible. In addition， a cascode differential topology was used to get a high isolation and a low second harmonic distortion. With a supply power of 1.2 V， the layout area of the circuit is 0.43 μm×0.65 μm. The simulation results show that when the voltage gain range is 20.6～12.7 dB， NF is 1.45～2.05 dB in GSM900 band， while when the voltage gain range is 19.3～11.2 dB， NF is 1.36～2.55 dB in DCS1800 band. Moreover， both S11 are below -17 dB.

Key words： low noise amplifier； dual-band； variable gain； impedance matching

随着移动互联时代的到来，无线通讯产品支持多种通信标准成为迫切需求[1]，兼容多频段的射频前端成为了目前热门的研究对象.除此之外，为了扩展系统动态范围，要求射频前端增益可配置.低噪声放大器常作为接收链路的第一级，其增益、线性度及噪声系数等指标直接影响接收前端的整体性能.近年来，在多标准接收机设计中，完成一款频带和增益同时可配置的低噪声放大器显得尤为重要.

有很多种实现双频段的方法，文献[2]采用三阶切比雪夫带通滤波器实现宽带输入阻抗匹配，但引入宽频段的噪声对后级镜像抑制提出更高要求.文献[3]采用工作在不同频段的低噪声放大器并联结构，面积和功耗都因此增加一倍.文献[4]论述了开关切换电感，调整谐振频率的方法，但阻抗匹配程度受限于片内电感的……