Reconfigurable CMOS low-noise amplifier for multi-mode/multi-band wireless receiver

다중모드/다중대역 무선통신 수신기를 위한 재구성 가능 CMOS 저잡음 증폭기

  • 황보현 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학) ;
  • 정재훈 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학) ;
  • 김신녕 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학) ;
  • 정찬영 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학) ;
  • 이미영 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학) ;
  • 유창식 (한양대학교 전자전기컴퓨터공학부)
  • Published : 2006.10.25

Abstract

Reconfigurable CMOS low-noise amplifier (LAN) has been developed for multi-mode/multi-band wireless receiver. By employing common-gate input stage, the performance can be optimized for multiple operation bands by simply controlling the output load impedance. Although the conventional common-gate LAN has larger than 3dB noise figure (NF), the newly developed negative feedback scheme enables the common-gate input LNA to have less than 2dB NF. To have optimum linearity performance of wireless receiver, the gain of the LNA can be controlled. The LNA implemented in a 0.13mm CMOS technology shows $19{\sim}20dB$ voltage gain, $1.7{\sim}2.0dB$ NF, -2dBm iIP3 at $1.8{\sim}2.5GHz$ frequency range. The LNA dissipates 7mW from a 1.2V supply voltage.

다중모드/다중대역 무선 통신 수신기에 사용할 수 있는 재구성 가능한 CMOS 저잡음 증폭기를 개발하였다. 입력단에 common-gate 트랜지스터 회로를 사용함으로써 출력단의 impedance 만을 조절하면 여러 주파수 대역에서 최적의 특성을 갖도록 하였다 통상적인 common-gate 형태의 저잡음 증폭기는 3dB 이상의 높은 잡음 지수를 갖는데, 부귀환 회로를 사용하여 2dB 이하의 잡음 지수를 갖도록 하였다. 무선 수신기의 선형성 특성을 최적화할 수 있도록 저잡음 증폭기의 전압 이득을 조절 할 수 있도록 하였다. 0.13mm CMOS 공정을 이용하여 개발하였으며 $1.8{\sim}2.5GHz$ 대역에서 전압 이득은 $19{\sim}20dB$, 잡음 지수는 $1.7{\sim}2.0dB$, third-order input intercept point (IIP3)는 -2dBm이다. 1.2V의 공급 전압에서 7mW의 전력을 소모한다.

Keywords

References

  1. Zhongming Shi and Reza Rofougaran, 'A ?Single-chip and multi-mode 2.5/5 GHz RF transceiver for IEEE 802.11 Wireless LNA,' ICMMT 2002, pp. 229-232, 2002
  2. Xiaopeng Li and Mohammed Ismail, 'A Single-Chip CMOS Front-End Receiver Architecture for Multi-Standard Wireless Applications,' ISCAS 2001, Vol. 4,374 377, 2001 https://doi.org/10.1109/ISCAS.2001.922251
  3. Rahul Magoon, Alyosha Molnar, Jeff Zachan, Geoff Hatcher, and Woogeun Rhee, 'A Single-Chip Quad-band(850/900/1800/1900 MHz) Direct Conversion GSM/GPRS RF Transceiver ?with Integrated VCOs and Fractional-N Synthesizer,' IEEE J. Solid-Stage Circuits, Vol. 37, No. 12, pp. 1710-1720, 2002 https://doi.org/10.1109/JSSC.2002.804356
  4. Munenari Kawashima, Hitoshi Hayashi, Tadao Nakagawa, Kenjiro Nishikawa and Katsuhiko Araki, 'A 0.9-2.6 GHz Broadband RF Front-end For Direct Conversion Transceivers,' IEEE MIT-S Digest, Vol. 2, pp. 927-930, 2002 https://doi.org/10.1109/MWSYM.2002.1011781
  5. B. Razavi, RF Microelectronics, Prentice, Hall, p. 170-180, 1998