JSSC 2020第7期RF & Wireless28nm

Analysis and Design of a 260-MHz RF Bandwidth -22-dBm OOB-IIP3 Mixer-First Recei

设计适用于5G应用的260MHz带宽、高线性度混频器优先接收器

IIP3 +22dBm, NF 5.5dB, 功耗21.6mW(信号路径)+7.8mW/GHz(LO)

5G接收器混频器优先架构宽带线性化CMOS低功耗设计

▸创新点1：采用改进型调节级联结构增强选择性（方法创新）。该设计摒弃传统并联反馈架构，采用低功耗改进型调节级联结构，显著提升接收机的频率选择性，有效抑制带外干扰，实测IIP3达+22dBm，接近带边缘的线性度大幅改善。

▸创新点2：电流域三阶低通滤波技术（电路创新）。在混频器输出端引入电流域滤波，通过正反馈电容倍增实现三阶低通特性，在260MHz带宽内保持高线性度（IIP2达+70dBm），同时降低功耗至21.6mW。

▸创新点3：正反馈电容倍增技术提升线性度（电路创新）。通过非线性模型验证该技术可优化带边线性度，实测P1dB达+3dBm，在5G应用频段（<6GHz）实现22dBm OOB-IIP3，噪声系数仅5.5dB。

▸创新点4：混合架构系统级优化（系统创新）。结合无源混频器与跨阻放大器，在28nm CMOS工艺下实现7.8mW/GHz的LO功耗效率，整体方案兼顾宽带（260MHz）、高线性与低功耗特性。

Abstract

The design of a mixer-ﬁrst wideband receiver with RF bandwidth of 260 MHz suitable for 5G applications below 6 GHz is presented. The transimpedance ampliﬁer immediately following the passive mixer is based on a low-power modiﬁed regulated cascode with enhanced selectivity, instead of a conven- tional shunt-feedback architecture. At the mixer output, thanks to a positive feedback capacitance multiplication, a third-order low- pass ﬁltering in the current domain is performed. A simpliﬁed non-linea