نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تهران

3 استادیار دانشکده مهندسی برق دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (2) نوشهر

4 مربی دانشکده برق دانشگاه علم دریایی امام خمینی (ره) نوشهر

5 مربی دانشکده برق دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره) نوشهر

چکیده

تقویت‌کننده کم‌نویز یکی از مهمترین بلوک‌های به کار رفته در یک گیرنده راداری مانند گیرنده های راداری کنترل آتش محسوب می‌شود. در این مقاله یک تقویت‌کننده کم‌نویز پهن‌باند در محدوده فرکانسی 5/2 تا 5/5 گیگا هرتز ارائه شده است. ساختار این مدار در طبقه ورودی به صورت سورس مشترک تعریف شده و تکنولوژی مورد استفاده در طراحی این تقویت‌کننده است. ولتاژ تغذیه مدار 5/1 ولت و توان مصرفی آن18 میلی وات است. تقویت کننده در محدوده تعریف شده از پایداری مناسبی برخوردار می باشد، حداکثر مقدار بهره به‌دست آمده برابر با 3/11 دسیبل و حداقل آن برابر با 8 دسیبل می باشد. حداقل مقدار عدد نویز در سراسر محدوده فرکانسی کمتر از 3/2 دسیبل، ضریب بازگشت ورودی و خروجی کم‌تر از 8- دسیبل می باشد، برای بهبود خطینگی مرتبه سوم این مدار از روش DS استفاده شده است و مقدار IP3 برای مدار پیشنهادی می باشد، در مدار پیشنهادی به دلیل این که از ترانزیستورهای مکمل در طبقه ورودی استفاده شده است مقدار خطینگی مرتبه دوم مناسب به دست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A wideband low noise amplifier with complementary transistors

نویسندگان [English]

  • adib abrishamifar 1
  • E moradi 2
  • majid aghababaie 3
  • mohammad javad ghalandari 4
  • mohammad ghomi 5

چکیده [English]

Low noise amplifier is one of the most used blocks in a radar reciever such as fire control radar. In this paper, a broadband amplifier is proposed applying for the frequency range 2.5 to 5.5 GHz. The input stage of this circuit is defined as common-source. A standard 0.13 CMOS technology is used for simulation. Amplifier has a good stability thorough the frequency range of operation. The third order linearity is improved by derivative superposition method. the complementary transistors in the input stage was used to achieve good IP2 for proposed LNA. The simulation results show that the LNA achieved the maximum gain of 11.3 dB, input and output return loss lower than -8 dB, A minimum noise figure 2.3 dB in 2.5-5.5 GHz, an IP3 of -3.2dBm and an IP2 of +13.3 dBm. The power consumption is 18 mw from a 1.5V supply.

کلیدواژه‌ها [English]

  • wideband Low Noise Amplifier
  • Gain
  • Noise figure
  • Input return loss
  • Output return loss

 [1] Bagheri, R., Mirzaei, A., Chehrazi, S., Heidari, M.E., Lee, M., Mikhemar, M., Tang, W., and Abidi, A., “An 800MHz–6GHz Software Defined Wireless Receiver in 90 nm CMOS”, IEEE J. Solid State Circuits, Vol.41, No.2, pp.2860-2876, 2006.

[2] Fu, C.T., Ko, C.L., and Ku, C.N., “A 2.4 to 5.4 GHz Low Power CMOS Reconfigurable LNA for Multistandard Wireless Receiver,” IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, pp.65-68, 2007.  

[3] Zangh, H. and Cinencio, C.S., “Linearization Techniques for CMOS Low Noise Amplifier: A Tutorial,” IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol.58, No.1, pp.22-36, 2011.

[4]  Mirvakili, A. and Yavari, M., “A Noise Canceling CMOS LNA Design for the Upper Band of UWB DS-CDMA Receivers,” IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems, Taipei,Taiwan, pp.217–220, 2009.

[5] Blaakmeer, S.C., Klumperink, E.A.M., Leenaerts, D.M.W., and Naut, B. “Wideband Balun-LNA With Simultaneous Output Balancing, Noise-Canceling and Distortion Canceling, IEEE J. Solid-State Circuits, Vol.43, No.6, pp. 1341-1350, 2008.

[6] Liao, C.F. and Liu, S.I., “A Broadband Noise Canceling CMOS LNA for 3.1–10.6 GHz UWB Receiver,” IEEE J.  Solid-State Circuits, Vol.42, No.2, pp.161-164, 2005.

[7] Bruccoleri, F., Klumperink, E., and Nauta, B., “Wide-Band CMOS Lownoise Amplifier Exploiting Thermal-Noise Cancelling,” IEEE J. Solid- State Circuits, Vol.39, No.2, pp.275–282, 2004.

[8] Chung, T., Lee, H., Jeong, D., Yoon, J., and Kim B.,“A Wideband CMOS Noise Canceling Low-Noise Amplifier With High Linearity” IEEE Microwave an Component Letters, Vol.25, No.8, 2015.

[9] Chen, W., Liu, G., Zdravko, B., and Niknejad, A.M., “A Highly Linear Broadband CMOS LNA Employing Noise and Distortion Cancellation,” IEEE J. Solid State Circuits, Vol.43, No.5, pp.1164–1176, 2008.

[10] Zhuo, W., Li, X., Shakhar, S., Embabi S. H. K., Gyvez, J. P. D., Allstot, D. J., and Sinencio, S., “ A Capacitor Coss-Coupled Common Gate Low Noise Amplifier” IEEE Transaction on Circuit and Systems, Vol.52, No.12, pp.875-879, 2005.

[11] Jaemim S., and Taejun, Y., “Design of Low Power CMOS Ultra Wide Band Low Noise Amplifier using Noise Canceling Technique”, Microelectronics Journal, Vol.44, No.9, pp.821-826, 2013.

[12] Chieh, C., and Chun, C. Y., “3.1- 10.6 GHz Ultra-Wideband LNA Design using Dual-Resonant Broadban Matching Technique”, AEU-internationa Journal of Electronic and Communications, Vol.67, No.6, pp.500-503, 2013.

[13] Ting, M., and Zhang, C. Y., “Design of Low Power UWB LNA based on Common Source Topology with Current Reused Technique” Microelectronic Journal, Vol.44, No.12, pp.1223–1230, 2013.

[14] Pandey, S., and Pingh, J., “A 0.6 V, Low Power and High-Gain ultra Wide Band Low Noise Amplifier with Forward Body Bias Technique for Low-Voltage Operations”, IET Microwaves, Antennas and Propagation, Vol.9, No.8, pp.728-734, 2015.