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JSSC 2024第9期RF & Wireless130nm CMOSLNA

A 300-µW 24-GHz PVT-Insensitive Subthreshold Reference-Based LNA Martin Lee Mot

一种基于亚阈值参考的300µW 24GHz LNA，通过闭环反馈抑制PVT变化
13.96dB增益，4.51dB噪声系数，300µW功耗
低噪声放大器亚阈值PVT不敏感闭环反馈低功耗
▸创新点1：采用闭环反馈的参考电路设计（系统创新），通过将LNA嵌入参考电路中形成闭环反馈机制，直接抑制PVT变化对LNA性能的影响，电压和温度系数分别低至2157 ppm/V°C和1991 ppm/V°C，显著提升了稳定性。
▸创新点2：亚阈值工作模式优化（电路创新），通过工作在亚阈值区域实现超低功耗（300 µW），同时结合参考电路补偿亚阈值区的固有性能波动，解决了传统亚阈值电路PVT敏感性问题。
▸创新点3：参考电路与LNA的协同集成（方法创新），省去独立偏置电路，减少外围元件复杂度，在TSMC 130nm工艺下实现13.96dB增益和4.51dB NF的高能效比设计。
▸创新点4：宽工作范围设计（电路创新），在PVT变化下保持S21和NF的稳定性，相比同类方案具有更广的电压/温度适应范围，实测指标验证了鲁棒性。
Abstract
This article introduces a novel ultra-low-power reference-based low-noise amplifier (LNA) designed to reduce performance variations due to process, voltage, and temperature (PVT) when operating in the subthreshold region. The LNA is embedded within a reference circuit that directly controls the performance of the LNA over PVT variations. By combining the LNA with a reference, the PVT variations of the LNA are suppressed through the closed-loop feedback mechanism of the reference circuit while re