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【6h】

纳米MOSFET的高频En-In噪声模型研究

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目录

声明

1 绪论

1.1选题背景与意义

1.2纳米MOSFET高频噪声模型研究现状

(1)漏极电流噪声模型

(2)栅极电流噪声模型

(3)互相关噪声

1.3本论文研究内容及结构

2 纳米MOSFET的高频噪声物理模型

2.1器件的双端口等效噪声电流模型

2.2器件的小信号等效噪声电路及其ADS仿真模型

2.3原始实验数据与ADS仿真

2.3.1 小信号等效电路元件参数

2.3.2 电流噪声功率谱密度

2.3.3 ADS 仿真

2.4本章小结

3 纳米MOSFET的高频En-In噪声模型

3.1双端口噪声矩阵变换建模

3.2基于En-In噪声模型的四噪声参数表征

3.3所建模型的验证

3.4本章小结

4 应用验证

4.1基于En-In噪声模型进行噪声评估的必要性

4.2第Ⅰ级电路

4.2.1 电路设计

4.2.2 噪声性能分析

4.3第Ⅱ级电路

4.2.1 电路设计

4.2.2 噪声性能分析

4.4两级级联LNA总体噪声性能分析

4.5 LNA仿真与结果分析

4.6本章小结

5 结论

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

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摘要

CMOS微电子技术具有集成度高、成本低、性能优良的特点,目前已被应用于射频微波通信电路的设计中,尤其是低噪声前置放大电路。精确的MOSFET小信号等效噪声电路模型是CMOS低噪声放大器的设计基础,电路的仿真分析与设计不仅易于动态观测电路指标与电路参数的关系,指导电路的优化设计,从而缩短设计周期,降低设计成本。  目前纳米MOSFET的高频噪声物理模型通常采用双端口等效噪声电流模型表征,无法直接用于低噪声放大电路的设计分析。因此,本文重点研究了纳米MOSFET的高频En-In噪声模型,主要内容如下:  首先,明确了130纳米MOSFET的双端口等效噪声电流高频物理模型及其原始数据,确定了其小信号等效噪声电路的ADS仿真模型及其四噪声参数的原始数据,通过基于ADS 2008软件的散射参数和四噪声参数仿真,验证了本文最终所采用的小信号等效噪声电路简化模型的有效性和准确性。  其次,利用双端口噪声网络分析理论,将器件的双端口等效噪声电流模型转化为双端口等效输入噪声电压与电流模型(即En-In噪声模型),并据此表征了En-In噪声模型与四噪声参数的关系。利用130纳米MOSFET的双端口等效噪声电流模型的原始数据,通过基于En-In模型转换数据计算的四噪声参数与器件的原始四噪声参数的一致性比较,验证了所提出En-In噪声分析模型的有效性。  最后,通过应用所提出En-In噪声模型分析方法,在分别对所设计的第一级差分放大电路和第二级共源共栅放大电路进行噪声分析的基础上,实现了两级级联130纳米CMOS低噪声放大电路的总体噪声性能评估。其中,基于En-In模型计算得到的单级和总体放大电路的噪声系数与ADS 2008软件仿真模拟结果的一致性,验证了在线性电路设计中应用En-In噪声模型的必要性和有效性。

著录项

  • 作者

    陶路;

  • 作者单位

    西南科技大学;

  • 授予单位 西南科技大学;
  • 学科 集成电路工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 王军,公岷;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    纳米MOSFET,En-In噪声模型,优化设计,数据处理;

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