본 논문에서 제안한 능동 인덕터(active inductor)를 이용한 저잡음 증폭기(low?noise amplifier, LNA)는 3.1~4.8 GHz 대역의 초광대역(ultra?wideband, UWB)통신 시스템에 응용 가능한 LNA로서 회로의 집적도를 높이기 위하여 active inductor를 사용하였다.
회로의 전체적인 구성은 총 3단의 구조를 가지며 입력 정합을 위하여 common?gate 구조를 사용한 입력단과, cascode 구조를 갖는 증폭단, 그리고 ...
본 논문에서 제안한 능동 인덕터(active inductor)를 이용한 저잡음 증폭기(low?noise amplifier, LNA)는 3.1~4.8 GHz 대역의 초광대역(ultra?wideband, UWB)통신 시스템에 응용 가능한 LNA로서 회로의 집적도를 높이기 위하여 active inductor를 사용하였다.
회로의 전체적인 구성은 총 3단의 구조를 가지며 입력 정합을 위하여 common?gate 구조를 사용한 입력단과, cascode 구조를 갖는 증폭단, 그리고 output buffer로 출력단을 구성하였다. 입력단과 출력단은 각 단의 MOSFET 크기를 조절하여 입?출력 단을 모두 50 Ω으로 매칭하였고 회로의 크기를 줄이기 위하여 증폭단의 inductor를 MOSFET을 사용한 active inductor로 대체하여 전체 회로의 크기를 줄이고 집적도를 향상시켰다.
동작 전압은 1.8 V이고 전류는 전체 14 mA가 소모되었으며 0.18 μm CMOS 공정을 사용하여 설계 및 시뮬레이션을 하였다. 그리고 active inductor를 사용한 LNA의 면적 감소를 비교하기 위하여, 동일 구조이되 passive spiral inductor를 사용한 LNA를 설계하여 두 회로의 성능을 비교하고 레이아웃 면적을 비교하였다. Active inductor LNA의 특성은 입력매칭 -14.9 dB~-16.2 dB, 출력매칭 -20.3 dB~-17.7 dB, gain은 20.1 dB~15.2 dB이고, 그 면적은 일반 spiral inductor LNA 보다 48%의 감소율을 보였다.
본 논문에서 제안한 능동 인덕터(active inductor)를 이용한 저잡음 증폭기(low?noise amplifier, LNA)는 3.1~4.8 GHz 대역의 초광대역(ultra?wideband, UWB)통신 시스템에 응용 가능한 LNA로서 회로의 집적도를 높이기 위하여 active inductor를 사용하였다.
회로의 전체적인 구성은 총 3단의 구조를 가지며 입력 정합을 위하여 common?gate 구조를 사용한 입력단과, cascode 구조를 갖는 증폭단, 그리고 output buffer로 출력단을 구성하였다. 입력단과 출력단은 각 단의 MOSFET 크기를 조절하여 입?출력 단을 모두 50 Ω으로 매칭하였고 회로의 크기를 줄이기 위하여 증폭단의 inductor를 MOSFET을 사용한 active inductor로 대체하여 전체 회로의 크기를 줄이고 집적도를 향상시켰다.
동작 전압은 1.8 V이고 전류는 전체 14 mA가 소모되었으며 0.18 μm CMOS 공정을 사용하여 설계 및 시뮬레이션을 하였다. 그리고 active inductor를 사용한 LNA의 면적 감소를 비교하기 위하여, 동일 구조이되 passive spiral inductor를 사용한 LNA를 설계하여 두 회로의 성능을 비교하고 레이아웃 면적을 비교하였다. Active inductor LNA의 특성은 입력매칭 -14.9 dB~-16.2 dB, 출력매칭 -20.3 dB~-17.7 dB, gain은 20.1 dB~15.2 dB이고, 그 면적은 일반 spiral inductor LNA 보다 48%의 감소율을 보였다.
This thesis presents a ultra?wideband (UWB) low?noise amplifier (LNA) with an active inductor load. It is designed for a UWB system with an operating frequency band of 3.1 GHz?4.8 GHz. On?chip active inductors require 80%-less silicon area with a higher quality?factor than that of passive spiral ind...
This thesis presents a ultra?wideband (UWB) low?noise amplifier (LNA) with an active inductor load. It is designed for a UWB system with an operating frequency band of 3.1 GHz?4.8 GHz. On?chip active inductors require 80%-less silicon area with a higher quality?factor than that of passive spiral inductors.
The proposed LNA circuit consists of three stages. For input matching, the common-gate structure is used for the input stage. The second stage is the cascode amplifier for higher voltage gain and better input-output isolation. For final output stage, the output buffer is used. The impedances of the input stage and output stage are adjusted to 50 Ohms.
Comparison of active inductor simulations with passive inductors of the same size, shows higher quality factor for active inductors. In LNA simulations, the noise figure (NF) results of active inductors are similar to that of passive inductors.
The LNA is designed using 0.18μm CMOS process at the frequency range of 3.1 GHz to 4.8 GHz. With a supply voltage of 1.8 V, the performance of the active inductor LNA is compared with that of the passive inductor LNA.
The simulated gain is between 20.1 dB and 15.2 dB and the noise figure is between 5.1 dB and 5.7 dB. The LNA's S11 has -14.9 dB to -16.2 dB over the entire band from 3.1 GHz to 4.8 GHz. The LNA's output performance is from -20.3 dB to -17.7 dB, The decrease in the silicon area is measured to be 48 percent for the LNA with the active inductor compared to the one with the passive spiral inductor.
This thesis presents a ultra?wideband (UWB) low?noise amplifier (LNA) with an active inductor load. It is designed for a UWB system with an operating frequency band of 3.1 GHz?4.8 GHz. On?chip active inductors require 80%-less silicon area with a higher quality?factor than that of passive spiral inductors.
The proposed LNA circuit consists of three stages. For input matching, the common-gate structure is used for the input stage. The second stage is the cascode amplifier for higher voltage gain and better input-output isolation. For final output stage, the output buffer is used. The impedances of the input stage and output stage are adjusted to 50 Ohms.
Comparison of active inductor simulations with passive inductors of the same size, shows higher quality factor for active inductors. In LNA simulations, the noise figure (NF) results of active inductors are similar to that of passive inductors.
The LNA is designed using 0.18μm CMOS process at the frequency range of 3.1 GHz to 4.8 GHz. With a supply voltage of 1.8 V, the performance of the active inductor LNA is compared with that of the passive inductor LNA.
The simulated gain is between 20.1 dB and 15.2 dB and the noise figure is between 5.1 dB and 5.7 dB. The LNA's S11 has -14.9 dB to -16.2 dB over the entire band from 3.1 GHz to 4.8 GHz. The LNA's output performance is from -20.3 dB to -17.7 dB, The decrease in the silicon area is measured to be 48 percent for the LNA with the active inductor compared to the one with the passive spiral inductor.
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