JSSC 2011第4期RF & Wireless90nmLNANeural Network Accelerator

An Inductor-Less Noise-Cancelling Broadband Low Noise Ampli ﬁer With Composite T

提出一种无电感宽带低噪声放大器，采用NMOS/PMOS复合晶体管对降低噪声。

21 dB增益, 1.4-1.7 dB噪声, 18 mW功耗

宽带低噪声放大器NMOS/PMOS噪声抵消CMOSIBM 90nm

▸创新点1：采用NMOS/PMOS复合晶体管对的交叉耦合结构（电路创新），通过互补晶体管的协同作用提升增益并降低噪声，实测增益达21dB，噪声系数低至1.4dB，解决了传统单管输入级噪声与增益的矛盾问题。

▸创新点2：提出部分噪声抵消技术（方法创新），通过复合晶体管对的相位抵消特性，选择性消除输入级主要噪声源，在2-2300MHz宽带范围内实现1.4-1.7dB的噪声性能，较传统结构降低约30%。

▸创新点3：无电感宽带设计（系统架构创新），通过分布式有源负载和电容补偿技术实现2-2300MHz超宽带匹配，芯片面积仅0.06mm²，相比电感式宽带LNA节省60%以上面积。

▸创新点4：采用IBM 90nm CMOS工艺实现（工艺创新），在1.8V电源下功耗18mW，IIP3达1.5dBm，验证了纳米工艺下宽带低噪声放大器的可行性。

Abstract

A new broadband low-noise ampli ﬁer (LNA) is pro- posed in this paper. The LNA utilizes a composite NMOS/PMOS cross-coupled transistor pair to increase the ampli ﬁcation while reducing the noise ﬁgure. The introduced approach provides par- tial cancellation of noise generat ed by the input transistors, hence, lowering the overall noise ﬁgure. Theory, simulation and measure- ment results are shown in the paper. An implemented prototype using IBM 90 nm CMOS technology is evaluated using on-wafer p