• 제목/요약/키워드: low noise amplifier

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인덕터 피킹기법을 이용한 초광대역 CMOS 저잡음 증폭기 설계 (Design of UWB CMOS Low Noise Amplifier Using Inductor Peaking Technique)

  • 성영규;윤경식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.158-165
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    • 2013
  • 본 논문에서는 3.1-10.6GHz 초광대역 CMOS 저잡음 증폭기의 새로운 구조를 소개하였다. 제안된 초광대역 저잡음 증폭기는 입력 임피던스 정합에 RC 피드백과LC 필터회로를 사용하여 설계되었다. 이 설계에 전류 재사용 구조는 전력소비를 줄이기 위해 채택되었으며, 인덕터 피킹 기법은 대역폭을 확장하기 위하여 적용되었다. 이 초광대역 저잡음 증폭기의 특성을 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정기술로 시뮬레이션을 수행한 결과는 3.1-10.6GHz 대역 내에서 전력이득은 14-14.9dB, 입력정합은 -10.8dB이하, 평탄도는 0.9dB, 잡음지수는 2.7-3.3dB인 것을 보여준다. 또한, 입력 IP3는 -5dBm이고, 소비전력은 12.5mW이다.

IEEE 802.15.4g SUN 표준을 지원하는 920 MHz 대역 0.18-um CMOS RF 송수신단 통합 회로단 설계 (A 0.18-um CMOS 920 MHz RF Front-End for the IEEE 802.15.4g SUN Systems)

  • 박민경;김종명;이경욱;김창완
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.423-424
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    • 2011
  • 본 논문은 IEEE 802.15.4g SUN (Smart utility network)을 지원하는 920 MHz 대역 RF 송수신단 통합회로 구조를 제안한다. 제안하는 통합회로는 920 MHz에서 동작하고 구동증폭기, RF 스위치, 그리고 저잡음 증폭기로 구성되어 있다. 송신모드에서는 구동 증폭기가 동작하는데 싱글 구조로 설계되어 트랜스퍼머에 의한 출력 신호 손실을 제거 하였고 또한 RF 스위치의 위치를 수신단에 적용하여 출력 신호 손실을 제거 하였다. 수신모드에서는 RF 스위치와 저잡음 증폭기가 동작되는데 싱글 입력 신호에 대해 차동 출력 신호를 제공할 수 있다. 구동증폭기의 부하와 저잡음 증폭기의 입력 정합회로는 한 개의 LC 공진회로를 공유하여 칩 면적을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 통합회로는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, 1.8 V 공급 전압에서 구동증폭기는 3.6 mA, 저잡음 증폭기는 3.1 mA의 전류를 소모한다.

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High Performance Millimeter-Wave Image Reject Low-Noise Amplifier Using Inter-stage Tunable Resonators

  • Kim, Jihoon;Kwon, Youngwoo
    • ETRI Journal
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    • 제36권3호
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    • pp.510-513
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    • 2014
  • A Q-band pHEMT image-rejection low-noise amplifier (IR-LNA) is presented using inter-stage tunable resonators. The inter-stage L-C resonators can maximize an image rejection by functioning as inter-stage matching circuits at an operating frequency ($F_{OP}$) and short circuits at an image frequency ($F_{IM}$). In addition, it also brings more wideband image rejection than conventional notch filters. Moreover, tunable varactors in L-C resonators not only compensate for the mismatch of an image frequency induced by the process variation or model error but can also change the image frequency according to a required RF frequency. The implemented pHEMT IR-LNA shows 54.3 dB maximum image rejection ratio (IRR). By changing the varactor bias, the image frequency shifts from 27 GHz to 37 GHz with over 40 dB IRR, a 19.1 dB to 17.6 dB peak gain, and 3.2 dB to 4.3 dB noise figure. To the best of the authors' knowledge, it shows the highest IRR and $F_{IM}/F_{OP}$ of the reported millimeter/quasi-millimeter wave IR-LNAs.

SOI LAN에서 게이트구조가 핫캐리어에 의한 성능저하에 미치는 영향 (Impact of Gate Structure On Hot-carrier-induced Performance Degradation in SOI low noise Amplifier)

  • 엄우용;이병진
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제47권1호
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    • pp.1-5
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    • 2010
  • 본 논문은 SOI 저장음 종폭기에서 게이트구조가 핫캐리어에 의한 성능저하에 미치는 영향융 조사하였다. 회로 시뮬레이션은 H-게이트와 T-게이트를 가지는 SOI MOSFET에서 측정된 S-파라미터와 Agilent사의 ADS를 사용하여 스트레스 전후의 H-게이트와 T-게이트 저잡음 증폭기의 성능을 비교하였다. 또한 저잡음 증폭기의 장치 열화와 성능 열화 사이의 관계뿐만 아니라 임피던스 매칭(S11), 잡음 지수와 이득에 관한 저잡음 증폭기의 성능 지수 등을 논의하였다.

Simulation-based analysis of total ionizing dose effects on low noise amplifier for wireless communications

  • Gandha Satria Adi;Dong-Seok Kim;Inyong Kwon
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권2호
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    • pp.568-574
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    • 2024
  • The development of radiation-tolerant radio-frequency (RF) systems can be a solution for applications in extreme radiation environments, such as nuclear power plant monitoring and space exploration. Among the crucial components within an RF system, the low noise amplifier (LNA) stands out due to its vulnerability to TID effects, mainly relying on transistors as its main devices. In this study, the TID effects in the LNA using standard 0.18 ㎛ complementary metal oxide semiconductors (CMOS) technology are estimated and analyzed. The results show that the LNA can withstand absorbed radiation up to 100 kGy. The S21, S11, noise figure (NF), stability (K), and linearity of the third input intercept point (IIP3) slightly shifted from the initial values of 0.8312 dB, 0.793 dB, 0.00381 dB, 1.34406, and 2.36066 dBm, respectively which are still comparable to the typical performances. Moreover, the standard 0.18 ㎛ technology has demonstrated its radiation tolerance, as it exhibits negligible performance degradation in the conventional LNA even when exposed to radiation levels up to 100 kGy. In this context, simulation approach offers a means to predict the TID effects and estimate the radiation exposure limit for electronic devices, particularly when transistors are used as the primary RF components.

INMARSAT-B형 위성통신용 광대역 수신단 구현 및 성능평가에 관한 연구 (A Study on Implementation and Performance Evaluation of Wideband Receiver for the INMARSAT-B Satellite Communications System)

  • 전중성;임종근;김동일;김기문
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.166-172
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    • 2001
  • 본 논문에서는 INMARSAT-B형 위성통신용 광대역 수신단을 저잡음증폭기와 고이득증폭기로 구성하였다. 저잡음증폭기의 입력단 정합회로는 저항 결합회로의 형태로 설계하였으며, 전원회로는 저잡음 특성이 우수한 자기 바이어스 회로를 사용하였다. 수신단 이득을 향상시키기 위해서 고이득증폭기는 양단 정합된 단일 증폭기 형태로 제작하였으며, 바이어스 안정화 저항을 사용하여 회로의 전압강하 및 전력손실을 가능한 줄이고 온도 안정성을 고려하여 능동 바이어스 회로를 사용하였으며, 스퓨리어스를 감쇠시키기 위해서 저잡음증폭기와 고이득증폭기사이에 대역통과 필터를 사용하였다. 1525~1575 MHz 대역에서 60 dB 이상의 이득, 1.8:1 이하의 입.출력 정재파비를 나타내었으며, 특히 1537.5 MHz에서 입력신호의 크기가 -126.7 dBm일 때1.02 kHz 떨어진 점에서의 C/N비가 45.23 dB/hz의 측정결과를 나타냄으로써 설계시 목표로 했던 사양을 모두 만족시켰다.

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분산증폭기 기반 5GHz FIR 필터 LNA 설계 (Design of 5GHz FIR filter LNA based on a Distribute Amplifier)

  • 여협구;정승민
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.842-844
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    • 2012
  • 본 논문에서는 분산증폭기 구조를 기반으로 한 5GHz FIR 필터 low noise amplifier (LNA)를 설계하고 그 특성을 분석한다. 설계된 FIR 필터 LNA는 MA(Moving Average) 필터 특성을 가져 주파수의 선택도를 높였으며, GaAs 기반 개별 소자를 이용한 proto-type 회로를 FR4 PCB와 유전율 ${\varepsilon}_r=10.2$를 가지는 고주파수용 PCB위에 구성하여 ADS(Advanced Design System)로 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 5GHz 주파수 대역에서 약 10dB 정도의 전력이득을 가지는 LNA 출력 특성과 MA FIR 필터 형태 주파수 선택적인 응답을 보여주었다. FIR 필터 형태의 LNA 설계를 통하여 RF 시스템에서 다양한 형태의 증폭기 및 필터 응용의 가능성을 기대해 볼 수 있다.

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Ku-대역 위성 방송 수신 시스템을 위한 저잡음 증폭기의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of An LNA for The Reception of The Ku-Band Satellite Broadcast Signals)

  • 주지한;이석곤;전병태;안병철
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.451-454
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    • 2002
  • In this paper, a low-noise amplifier is designed and fabricated using the HJFET for the reception of the Ku-band satellite broadcast signals. The optimum input and output reflection coefficients of each amplifier stage are obtained by the trade-off between the stable gain and the noise figure circle. The amplifier performance is simulated and optimized using a microwave CAD software. The designed amplifier is fabricated and tested. Results of the test show a gain of 17.0 dB, a gain flatness of less than $\pm$2.BdB, the noise figure of less than 1.0 dB, and the input and output reflection coefficient of less than -10 dB.

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A 77 GHz 3-Stage Low Noise Amplifier with Cascode Structure Utilizing Positive Feedback Network using 0.13 μm CMOS Process

  • Lee, Choong-Hee;Choi, Woo-Yeol;Kim, Ji-Hoon;Kwon, Young-Woo
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권4호
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    • pp.289-294
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    • 2008
  • A 77 GHz 3-stage low noise amplifier (LNA) employing one common source and two cascode stages is developed using $0.13{\mu}m$ CMOS process. To compensate for the low gain which is caused by lossy silicon substrate and parasitic element of CMOS transistor, positive feedback technique using parasitic inductance of bypass capacitor is adopted to cascode stages. The developed LNA shows gain of 7.2 dB, Sl1 of -16.5 dB and S22 of -19.8 dB at 77 GHz. The return loss bandwidth of LNA is 71.6 to 80.9 GHz (12%). The die size is as small as $0.7mm\times0.8mm$ by using bias line as inter-stage matching networks. This LNA shows possibility of 77 GHz automotive RADAR system using $0.13{\mu}m$ CMOS process, which has advantage in cost compared to sub-100 nm CMOS process.