تقویت کننده کم نویز چند طبقه کم توان cmos برای کاربردهای باند فرکانسی 10-12 گیگا هرتز

این پایان نامه یک تقویت کننده کم نویز در تکنولوژی tsmc 0.18µm cmos را برای کاربردهای باند فرکانسی 10-12ghz ارایه میکند. تقویت کننده کم نویز پیشنهاد شده بر پایه ساختار دو مسیره میباشد. مسیر اول شامل دو طبقه اینورتر cmos است که به صورت آبشاری به هم متصل شدهاند. نقش این مسیر فراهم آوردن بهره صاف و مناسب در باند فرکانسی مطلوب است. علاوه بر این، بخشی از تطبیق امپدانس ورودی نیز توسط طبقه ورودی این مسیر فراهم میشود. مسیر دوم نیز شامل یک طبقه اینورتر cmos است که به صورت آبشاری به یک ترانزیستور سورس مشترک متصل شده است. وظیفه اصلی مسیر دوم تضمین تطبیق امپدانس ورودی پهنباند مدار است. اضافه بر این، این مسیر میتواند به صورت جزیی بخشی از نویز کلی تقویت کننده را نیز حذف کند. ساختار دو مسیره، پایداری تقویت کننده کم نویز را بهبود میدهد. چندین تکنیک برای بهبود عملکرد تقویت کننده کم نویز به ساختار ارایه شده پیاده سازی شده است. در گیت nmos تمام اینورترها از یک القاگر اوج دهنده استفاده شده تا ظرفیت خازنی پارازیتی ترانزیستورها در فرکانسهای بالا جبرانسازی شود. همچنین، از تکنیک فیدبک موازی مقاومتی در سلولهای اینورتر استفاده شده تا پهنایباند تقویت کننده افزایش یابد. همچنین، این مقاومت فیدبک باعث میشود تا ساختار به صورت خود به خود بایاس شود و به هیچ مدار بایاسی نیاز نباشد. در نتیجه ابعاد تراشه کوچک شده، هزینه ساخت کاهش مییابد و دیگر هیچ منبع نویزی ناشی از مدار بایاس موجود نمیباشد. به علت استفاده از پاسخ فرکانسی باترورث ساختار ارایه شده، بهره مورد نیاز را همراه با صافی قابل قبول، فراهم میآورد. در پایان، تقویت کننده کم نویز برای عملکرد نویزی خوب، بهینه سازی شده است. تقویت کننده کم نویز ارایه شده، بیشینه بهرهای برابر با s21=12.8db همراه با صافی بهره 0.55db در باند فرکانسی مطلوب ارایه میدهد. مدار عملکرد نویزی خوبی نشان میدهد و عدد نویز آن 2.1db است. تطبیق امپدانس ورودی مطلوب بدست آمده است و s11 کمتر از -10db میباشد. مدار ارایه شده از منبع ولتاژ 1.8v به میزان 10.3mw توان مصرف میکند در حالی که iip3 برابر با -11dbm فراهم میآورد