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JSSC 2020第5期RF & Wireless22nmLNANeural Network Accelerator

A 17-dB Minimum NF- 22-32-GHz Low-Noise Feedback Amplifier With Multistage Noise

采用22nm SOI-CMOS工艺实现的多级噪声匹配低噪声反馈放大器,最小噪声系数1.7dB,带宽22-32GHz。
22nm SOI-CMOS, 1.7dB NF, 21.5dB gain, 22-32GHz BW, 17.3mW power
低噪声放大器SOI-CMOS噪声匹配宽带反馈放大器
创新点1:多级噪声匹配技术(方法创新) - 通过级间噪声匹配优化,实现了1.7 dB的超低噪声系数(NF),并在10 GHz带宽内保持NF低于1.98±0.25 dB,显著提升了毫米波频段的噪声性能。
创新点2:FET背栅调制实现动态直流功耗控制(电路创新) - 采用背栅调制技术实现动态功耗调节,在功耗从17.3 mW降至5.6 mW时,噪声系数仅增加0.5 dB,同时保持输入回波损耗优于10 dB,解决了传统LNA功耗与性能的权衡难题。
创新点3:宽带宽低噪声设计(系统创新) - 在22-32 GHz有效带宽内同时实现21.5 dB峰值增益和10 dB以上的输入/输出回波损耗,通过两级放大器拓扑和反馈结构扩展了工作带宽至19-36 GHz。
创新点4:22nm FD-SOI工艺适配(工艺创新) - 利用全耗尽绝缘体上硅工艺的高频特性,实现了第三阶输入截点-13.4 dBm的线性度表现,为毫米波SOC集成提供了可行性验证。
Abstract
A low-noise feedback amplifier (LNA) with interstage noise matching is implemented in 22-nm fully depleted silicon-on-insulator (SOI)-C MOS technology. Minimum noise figure (NF) is 1.7 dB centered at 28 GHz, and NF remains below 1.98±0.25 dB across a 10-GHz range. Peak gain of the two-stage LNA is 21.5 dB at 22 GHz, and the bandwidth (BW) for |S 21| is 19–36 GHz. Input and output return losses are better than 10 dB across an effective LNA BW of 22–32 GHz. The third-order input intercept is −13.4 d