Методика оптимизации параметров монолитных малошумящих усилителей в САПР

Галина Николаевна Назарова, Вадим Владимирович Елесин, Денис Иванович Сотсков

Аннотация


Представлена методика оптимизации параметров входного каскада монолитных кремниевых МШУ, реализованная средствами САПР Advanced Design System. В основе методики лежит подход с использованием наглядных контурных графиков, позволяющих определить режимный ток, топологические размеры транзисторов (плотность тока стока) и параметры согласующих элементов, обеспечивающие оптимальные значения коэффициента усиления, коэффициента шума и КСВН. Преимущества представленной методики состоят в возможности использовать модели реальных пассивных и активных элементов кремниевых библиотек и учитывать влияние индуктивностей разварочных проволочек. Процедура оптимизации МШУ состоит из трех этапов. Первый этап включает выбор электрической схемы входного каскада МШУ, содержащей элементы, задающие рабочий ток транзисторов и обеспечивающие согласование на входе. На втором этапе осуществляется процедура оптимизации параметров МШУ в одной частотной точке для всего практически реализуемого множества значений рабочего тока и ширины транзистора входного каскада. На третьем этапе по представленным на контурных графиках рассчитанным параметрам определяют оптимальные значения элементов электрической схемы МШУ. Апробация методики проведена при проектировании монолитного МШУ навигационного назначения с центральной частотой 1,4 ГГц для изготовления по КМОП КНИ технологии с нормой 0,35 мкм. МШУ имеет значение коэффициента усиления не менее 19 дБ, коэффициент шума не более 1,6 дБ и КСВН не хуже 1,45 при потребляемой мощности 60 мВт и напряжении питания 3,3 В.

Ключевые слова


малошумящий усилитель; сверхвысокая частота; САПР

Полный текст:

PDF

Литература


1. Direct RF Sampling GNSS Receiver Design and Jitter Analysis / G. Lamontagne, R. Landry and A. Kouki //
Positioning, Vol. 3 No. 4, 2012, pp. 46-61. doi: 10.4236/pos.2012.34007.

2. N.A.Usachev, V.V. Elesin, A.Y. Nikiforov, V. A. Telets / Behavioral approach to design universal UHF RFID
reader transceiver ICs / Proc. 29th Int. Conf. on Microelectronics, MIEL 2014, 2014, pp. 405-408.

3. G.N. Nazarova, V.V. Elesin, A.Y. Nikiforov, A. G. Kuznetsov, N. A.Usachev, and G. V. Chukov, “Development
perspectives for radiation-hard SHF transmit/receive LSI's for applications of SOI CMOS technology”, in
Proc. 24th Int. Crimean Conf. Microwave and Telecommunication Technology, CriMiCo 2014, Sevastopol, Crimea,
Ukraine, Sept. 07 - 13, 2014, pp. 856-857.

4. G. Gonzalez. Microwave Transistor Amplifiers: Analysis & Design; Second Edition. 1997.

5. V.V. Elesin, G. N. Nazarova, and N. A. Usachev, “Design of passive elements for monolithic silicongermanium
microwave ICs tolerant to ionizing radiation,” Russian Microelectronics, vol. 39, no. 2, pp. 134-141,
2010.

6. Design of Multistage Low-Noise Amplifiers Using «Visual» CAD Tools / L.I. Babak, M.V. Cherkashin, F.I.
Sheyerman, Yu.V. Fedorov // Microwave Symp. Digest (MTT), 2011 IEEE MTT-S Int. – Baltimore, MD. –
2011. – pp. 1–4.

7. A 1.5-V, 1.5-GHz CMOS Low Noise Amplifier // D.K. Shaeffer, T. H. Lee, IEEE J. Solid-State Circuits, vol.
32, №5, 1994, pp. 745–759.

8. Geometry and bias current optimization for SiGe HBT cascode low-noise amplifiers // Q. Liang, G. Niu,
Cressler J.D., Taylor S., Haram, D.L., IEEE RFIC Symposium, 2002, pp. 407 – 410.

9. G. N. Nazarova, V. V. Elesin, A. Yu. Nikiforov, A. G. Kuznetsov, N. A. Usachev, D. M. Amburkin / The Circuit
and Functional Blocks for Radiation-Hard Transceiver LSICs in SOI CMOS // Russian Microelectronics Vol.
45 No. 1, 2016. pp. 68-76.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.