Recently, there has been a strong demand for high speed data applications in wireless communications. This has led to the improvements and innovations in the high quality and large capacity data communications over the wireless networks. Recent studies [1, 2] have shown that the long term evolution (LTE) technology is a potential candidate to meet the specified requirements in the 3rd generation partnership project (3GPP). The 3GPP may be thought of as an integrated concept of the 2G and 3G technologies in cellular standards. The LTE utilizes the frequency span of 0.7GHz to 2.7GHz to support supports flexible data rates with channel bandwidth varied from 1.4 MHz to 20 MHz. Designing the receivers for the LTE applications can be an issue of great challenge.
In this dissertation, design techniques for high performance CMOS-based low noise amplifier (LNA) and Active Mixer which features wide-band, low power consumption, low voltage operation, process/temperature independent, and small chip area are presented. Firstly, a modified capacitor cross-coupled (CCC) common-gate (CG) LNA is presented. By increasing drain-source conductance and using inter-stage inductors with, PMOS current bleeding technique, being able to simultaneously realize both the better input matching and the more noise cancellation. Moreover, the adopted inter-stage inductors can contribute to extend the bandwidth of the LNA by compensating the effect of the parasitic capacitances through resonance. LNA was designed in 0.18 um CMOS TSMC and supply voltage is 1.8V. Secondly, a broadband low-noise, high-linear mixer is presented. The mixer follows the Gilbert cell topology with some modification. A current-bleeding circuit applied in different way than conventional one. The gates of the PMOS transistors are coupled to the opposite side RF input, it work as noise and third-order distortion cancellation. As result, the high performance achieved by improvement of overall noise figure and increasing linearity of mixer performance. Active mixer was designed in 0.13 um CMOS TSMC and supply voltage is 1.3V.
이 논문에서는 광대역에서 낮은 전력 소비, 낮은 전압으로 동작하며, 과정 / 온도에 독립적이고, 작은 칩 면적을 갖춘 CMOS 기반의 고성능 저잡음 증폭기 (LNA)와 액티브 믹서의 설계 기법을 제시한다. 첫째, 수정된 커패시터 교차 결합의 (CCC) 커먼게이트(CG) LNA를 제시한다. 드레인 - 소스 전도성을 증가시키고 인터스테이지 인덕터를 사용함으로써, 동시에 더 나은 인풋 매칭과 더 많은 노이즈를 제거할 수 있는 PMOS 전류 블리딩 기술이 가능해졌다. 또한, 적용된 인터스테이지 인덕터는 공명을 통해 기생 커패시턴스의 효과를 보정하여 LNA의 대역폭을 확장하는데 기여한다. LNA는 0.18 μm의 CMOS TSMC공정으로 설계되었고 공급 전압은 1.8V이다. 둘째, 광대역 저잡음의 높은 선형성을 가지는 믹서를 제시한다. 믹서는 약간 수정된 길버트 셀 토폴로지를 따른다. 전류 블리딩 회로는 종래와는 다른 방법이 적용되었다. PMOS 트랜지스터의 게이트는 반대편의 RF 입력에 연결되며, 그것은 노이즈와 3 차 왜곡을 없앤다. 그 결과로, 전체 노이즈 피겨의 증진과 믹서의 선형성 성능을 증가시킴으로써 고성능이 획득되었다. 액티브 믹서는 0.13 μm의 CMOS TSMC공정으로 설계되었고 공급 전압은 1.3V이다.
