Design Of Integrated Reconfigurable Rfcmos Low-Noise Amplifiers For Cellular And Wireless Systems - Eshghabadi, Farshad (2016)
Perkembangan ekstensif dalam dunia komunikasi mudah alih telah menghasilkan cabaran baharu kepada “transceiver” tanpa wayar disebabkan keperluan beroperasi pada pelbagai jalur frekuensi dan piawaian. Perkembangan ini menggalakkan penyelidikan mengenai LNA frekuensi konfigurasi semula berbilang-jalur berbilangpiawaian menggantikan berbilang LNA jalur-tunggal yang selari. Ini dapat mengurangkan keluasan “die” dan lesapan kuasa yang memenuhi keupayaan mudah alih dan kesepaduan yang tinggi. Dalam projek ini, tiga teknik frekuensi konfigurasi semula diperkenalkan bagi mereka bentuk LNA kaskod induktif-ternyahjana dwi-jalur yang berkeupayaan menghasilkan padanan masukan dan hingar serentak walaupun terdapat kekangan kuasa. Semua reka bentuk dilaksanakan menggunakan teknologi 0.13-μm RFCMOS beroperasi pada 900-MHz dan 1900-MHz GSM serta 2450-MHz dan 3650-MHz WLAN. Di samping itu, dua LNA jalur-tunggal telah dibangunkan untuk beroperasi pada 900-MHz dan 2450-MHz bagi tujuan perbandingan. Teknik yang diperkenalkan ialah hibrid teknik kapasitan tersuis, hibrid teknik lebartransistor/ transkonduktans/kapasitan-Miller tersuis dan teknik aruhan boleh ubah berasaskan transformer. Teknik-teknik ini mengurangkan keluasan kapasitor, dan menghasilkan prestasi hingar dan gandaan yang lebih baik bagi kedua-dua jalur di samping mengekalkan pemadanan hingar dan masukan serentak berbanding dengan teknik konfigurasi semula konvensional. Persamaan dihasilkan untuk reka bentuk awal LNA bagi menilai teknik sebelum pelaksanaan. Keputusan simulasi pasca-bentangan dibandingkan dengan keputusan pengukuran bagi penilaian dan pengesahan. Semua reka bentuk LNA dwi-jalur mencapai kelebihan yang dipunyai oleh LNA jalur-tunggal jalur-sempit melalui prestasi mereka yang tinggi di samping mencapai juga kelebihan LNA jalur-lebar disebabkan liputan pelbagai-jalur pelbagai-piawaian. Semua reka bentuk berupaya mencapai angka hingar di antara 1.55 ke 3.97 dB, dengan S11 kurang dari -10 dB, di samping gandaan melebihi 13.4 dB, pada lesapan kuasa di bawah 10 mW bagi semua jalur operasi. Metrik kelelurusan, IIP3 dan P1dB, adalah lebih baik dari masing-masing, -8 dBm dan -21 dBm. Lebar jalur bagi semua LNA adalah cukup untuk meliputi semua jalur piawaian yang dikehendaki. Prestasi ini menunjukkan bahawa semua reka bentuk berupaya untuk memenuhi spesifikasi sasaran bagi jalur 900-MHz, 1900-MHz, 2450-MHz dan 3650-MHz. Sebagai tambahan kepada semua pencapaian ini, satu kaedah baharu berdasarkan analisa elektromagnetik telah dibangunkan yang boleh menggantikan simulasi pasca-bentangan (PLS) menggunakan ekstrak parasitik RC konvensional. Kaedah elektromagnet ini dapat menganggarkan dengan lebih tepat anjakan frekuensi yang dilihat daripada keputusan pengukuran berbanding dengan PLS dengan ekstrak parasitik RC konvensional. Di samping itu, kaedah ini juga boleh membantu pereka bentuk untuk diagnos dengan lebih tepat reka bentuk LNA bersepadu-penuh tanpa komponen luar-cip sebelum rekabentuk itu difabrikasi.