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Linearity improvement of gm-boosted common gate LNA: Analysis to design

机译：gm提升共栅LNA的线性度改进：设计分析

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This paper proposes a highly linear low noise amplifier (LNA) for ultra-wideband applications. It focuses on linearization of the basic active gm-boosted common gate (CG) LNA circuit by exploring the non linearity coefficients using the generalized nonlinearity model. Mathematical analysis shows that in active gm-boosted CG LNA, the third input intercept point (IIP3) of LNA depends on interaction between main and auxiliary amplifiers. The multiple gated transistor (MGTR) technique, which was previously developed, is applied to an active gm-boosted CG amplifier based on linearity analysis. Also an improved shunt peaking bandwidth (BW) extension technique is proposed in this paper that extends the fiat BW up to 200%. Post-layout simulation results of the proposed LNA circuit in a 180 nm RF CMOS process show +11 dBm of IIP3 that indicates 12 dB improvement comparing with conventional structures. The proposed wideband LNA has a voltage gain of 16 dB, -3 dB bandwidth from 1 GHz to 10.3 GHz, and minimum noise figure (NF) of 4.1 dB. The simulated S-11 is better than 10 dB in whole frequency range while the LNA core draws 6 mA from a single 1.8 V DC voltage supply. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：本文提出了一种用于超宽带应用的高度线性的低噪声放大器（LNA）。它通过使用广义非线性模型探索非线性系数，着重于基本有源gm增强共栅（CG）LNA电路的线性化。数学分析表明，在有源gm提升的CG LNA中，LNA的第三输入截取点（IIP3）取决于主放大器和辅助放大器之间的相互作用。基于线性分析，先前开发的多栅极晶体管（MGTR）技术被应用于有源gm提升的CG放大器。此外，本文还提出了一种改进的并联峰值带宽扩展技术，可将法定带宽扩展至200％。拟议中的LNA电路在180 nm RF CMOS工艺中的布局后仿真结果表明，+ 11 dBm的IIP3表示与传统结构相比提高了12 dB。拟议的宽带LNA具有16 dB的电压增益，从1 GHz到10.3 GHz的-3 dB带宽，以及4.1 dB的最小噪声系数（NF）。在整个频率范围内，仿真的S-11优于10 dB，而LNA内核从单个1.8 V直流电源汲取6 mA的电流。 （C）2016 Elsevier Ltd.保留所有权利。

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