基于标准CMOS工艺的低功耗射频电路设计PDF电子书下载

第1章 简介 1

1.1个人通信终端的最新进展 1

1.2应用举例 2

1.3下一代无线通信的频率分配 3

1.4当前手持装置的共同需求：OFDM调制 4

1.5低功耗RFIC设计 6

1.5.1 CMOS工艺 6

1.5.2模拟电路低功耗设计技术 7

第2章 CMOS模拟射频电路中的功耗考虑 8

2.1功耗来源 8

2.1.1动态转换功耗 8

2.1.2漏电流功耗 9

2.1.3短路电流功耗 9

2.1.4静态偏置功耗 10

2.2功耗的限制 10

2.2.1基本的限制因素 10

2.2.2实际的限制因素 11

2.3 VDD等比例下降 12

2.3.1阈值电压 12

2.3.2亚阈值区域 13

2.3.3 MOS晶体管速度与带宽 14

2.3.4模拟开关 14

2.3.5晶体管堆叠 15

2.3.6动态范围 15

2.3.7功耗 16

参考文献 16

第3章 结构选择对射频前端功耗的影响 18

3.1前端的挑战 18

3.1.1镜像抑制 18

3.1.2直流失调 19

3.1.3 I/Q失配 20

3.1.4偶数阶失真 21

3.1.5闪烁噪声（1/f噪声） 21

3.1.6灵敏度和噪声系数 22

3.1.7线性度 22

3.2超外差结构 23

3.3二次变频结构 24

3.4镜像抑制（Hartley， Weaver）结构 25

3.4.1 Hartley结构 25

3.4.2 Weaver结构 26

3.5直接变频接收机结构 27

3.5.1零中频结构 27

3.6低中频结构 28

参考文献 29

第4章 低功耗模拟设计在标准CMOS工艺下的工艺结构选择 30

4.1阈值电压 30

4.1.1多阈值电压晶体管 30

4.1.2可变阈值晶体管 33

4.2栅长等比例缩小 34

4.3绝缘体上硅（SOI） 37

4.3.1工艺描述 37

4.3.2 SOI技术在模拟电路中的优势 39

4.3.3与CMOS体硅技术相比SOI技术面临的问题 40

4.3.4射频电路中的SOI和IC设计 41

参考文献 42

第5章 射频电路低功耗设计技术 45

5.1电流复用 45

5.1.1工作原理 45

5.1.2基本实现 47

5.2多电压技术 51

5.3门控电源 52

5.4多沟道长度 54

5.5栅极偏置 54

5.5.1强反型 54

5.5.2弱反型 55

5.5.3中等反型 56

5.5.4中等反型和弱反型的优势 56

参考文献 57

第6章 射频放大器设计 62

6.1基本放大原理 62

6.1.1 NMOS晶体管基本概念 62

6.1.2共源放大电路 63

6.1.3共漏放大结构 64

6.1.4共栅放大结构 65

6.1.5基本放大电路比较 65

6.2放大器拓扑结构 66

6.2.1共源共栅放大器 66

6.2.2可调谐负载：LC谐振槽 66

6.2.3有源负载 67

6.2.4负反馈结构 68

6.3低功耗LNA设计考虑 69

6.3.1电感负反馈 70

6.3.2无源元件的Q值 70

6.3.3晶体管极化 70

6.3.4电流复用 71

6.3.5阻抗匹配 71

6.3.6共源共栅 71

6.4低功耗LNA设计实例 71

6.4.1实例1：针对DVB-T/H标准的低功耗LNA 71

6.4.2实例2：5GHz U-NII频段低功耗LNA 78

参考文献 84

第7章 混频器设计 86

7.1混频器基本原理 86

7.1.1转换增益／损耗 87

7.1.2线性度 87

7.1.3噪声系数 89

7.1.4阻抗匹配和端口隔离度 89

7.2混频器拓扑 89

7.2.1有源混频器 89

7.2.2无源混频器 91

7.3混频器的设计约束 92

7.3.1增益 92

7.3.2线性度 97

7.3.3噪声 99

7.3.4带宽 101

7.3.5阻抗匹配和端口隔离考虑 101

7.4低功耗混频器设计的例子 102

7.4.1实例1：用于DVB-T/ H的低功耗低噪声混频器 102

7.4.2实例2：应用于WLAN（5GHz U-NII频段）的低功耗混频器 110

7.4.3实例3： WLAN中极低功耗无源混频器（5GHz U-NII Band） 114

参考文献 119

第8章 锁相环设计 122

8.1频率综合器原理 122

8.1.1锁相环介绍 122

8.1.2锁相环结构 123

8.2鉴频鉴相器设计约束 126

8.2.1乘法器 126

8.2.2异或逻辑门和触发器 126

8.2.3 PFD/CP 128

8.3压控振荡器设计约束 130

8.3.1功能描述 130

8.3.2压控振荡器设计约束 131

8.4高频分频器设计约束 135

8.4.1分频器基本结构 135

8.4.2高频分频器结构和组成模块 136

8.5低功耗设计实例 143

8.5.1实例1：适用于DVB-H的宽带VCO 143

8.5.2实例2：高频VCO 153

8.5.3实例3：在WLAN（5GHz U-NII频段）应用的高频分频器和双模预分频器 157

参考文献 162