A 27–46-GHz Low-Noise Amplifier With Dual-Resonant Input Matching and a Transformer-Based Broadband Output Network
A 27–46-GHz Low-Noise Amplifier With Dual-Resonant Input Matching and a Transformer-Based Broadband Output Network
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具有双谐振输入匹配和基于变压器的宽带输出网络的 27-46-GHz 低噪声放大器
DOI：
10.1109/lmwc.2021.3059592
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发表时间：
2021
影响因子：
3
通讯作者：
Chi, Taiyun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hu, Yaolong;Chi, Taiyun
本文介绍一种采用45纳米CMOS绝缘体上硅（SOI）工艺的27-46 ghz低噪声放大器（LNA）。采用两种电路技术来提高LNA带宽。首先，研究了输入晶体管的固有门漏寄生电容和第一级负载阻抗的频率依赖行为，以实现S11的双谐振，从而扩展了输入匹配带宽。其次，提出了一种网络综合方法，将标准二阶带通滤波器转换为基于变压器的输出网络，在只占用一个电感的情况下实现宽带功率增益。在测量中，LNA 3db增益带宽为25.5 ~ 50ghz，在37.8 GHz时峰值增益为21.2 dB。LNA的有效带宽受10db回波损耗带宽（27 ~ 46ghz）的限制。在27.8 GHz时，最小噪声系数（NF）为2.4 dB，且NF值一直<；4.2 dB有效带宽内。测量的IIP3在38 GHz时为-11.0 dBm，直流功耗为25.5 mw。
This letter presents a 27-46-GHz low-noise amplifier (LNA) in a 45-nm CMOS silicon-on-insulator (SOI) process. Two circuit techniques are employed to enhance the LNA bandwidth. First, the intrinsic gate-to-drain parasitic capacitance of the input transistor and the frequency-dependent behavior of the first-stage load impedance are explored to realize dual resonances for S11, thus extending the input matching bandwidth. Second, a network synthesis methodology is presented to convert a canonical second-order bandpass filter to a transformer-based output network, which realizes broadband power gain while occupying only one inductor footprint. In the measurements, the LNA 3-dB gain bandwidth is from 25.5 to 50 GHz with a peak gain of 21.2 dB at 37.8 GHz. The effective bandwidth of the LNA is limited by the 10-dB return loss bandwidth, which is from 27 to 46 GHz. The minimum noise figure (NF) is 2.4 dB at 27.8 GHz, and the NF remains <; 4.2 dB within the effective bandwidth. The measured IIP3 is -11.0 dBm at 38 GHz with 25.5-mW dc power consumption.
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