1

Inter-tahap Induktor meningkatkan keuntungan

Induktor Inter-tahapg denganFormulir kapasitansi parasitimpedansi jaringan antaratahap input dan tahap cascodemeningkat mendapatkan angka noise yang lebih rendah.

kondisi input akanterpengaruh

2

cascode dilipat

Supply Tegangan rendah

Ld mengurangi atau menghilangkanPengaruh Cgd1

fT Baik

3

Desain Prosedur Sumber Inductive LNA

Persamaan faktor noise:

22 )14(212

11 dd

m

do

T

o QcQg

gF

22 )14(212

1dd

m

donf Qc

Qg

gK

4

Spesifikasi Target

• Frekuensi 2.4 GHz ISM Band

• Noise Figure 1.6 dB

• IIP3 -8 dBm

• Tegangan 20 dB

• Power < 10mA from 1.8V

5

Langkah 1: Mengetahui proses• Sebuah proses CMOS A 0.18um• Proses yg berkaitan

– tox = 4.1e-9 m

– = 3.9*(8.85e-12) F/m– = 3.274e-2 m^2/V.s

– Vth = 0.52 V

• Noise yg terkait– = gm/gdo– ~ 2– ~ 3– c = -j0.55

6

Langkah 2: Mendapatkan desain panduan plot

7

Pengertian:

• gdo meningkatkan semua jalan denga Iden

• gm jenuh ketika Iden lebih besar 120A/m– Saturasi kecepatan, mobilitas degradasi ----

efek saluran pendek – Gm rendah/efisiansi arus– linearitas yang tinggi yang menyimpang dari nilai panjang saluran

(1) dengan Iden

8

Mendapatkan desain panduan plot

9

Pengertian:• fT meningkat dengan Vod saat Vod kecil dan

setelah jenuh Vod > 0.3V --- efek saluran singkat

• Cgs/W meningkat perlahan setelah Vod > 0.2V

• fT mulai menurun ketika Vod > 0.8V

– gm jenuh

– Cgs meningkat

• Harus tetap menjaga Vod ~0.2 to 0.4 V

10

Mendapatkan desain panduan plot

3-D plot for visualinspection

2-D plots fordesign reference

knf vs input Q and current density

11

Rancangan trade-offs

• untuk membereskan Iden, peningkatan Q akan reduce ukuran dari transistor thus reduce total power ---- noise figure akan menjadi paling besar.

• Untuk membereskan Q, reducing Iden will reduce power, tapi akan meningkatkan factor noise.

• Perbesaran Iden, itu adalah Q optimal untuk faktor noise minimum, tapi mungkin powernya tinggi.

12

Mendapatkan desain panduan plotLinearity plots :IIP3 vs. gate overdrive and transistor size

13

Pengertian:• MOS transistor hanya IIP3, ketika tertanam ke sirkuit yang sebenarnya:

– Masukan Q akan menurunkan IIP3– Efek memori non-linear akan menurunkan IIP3– Output non-linearitas akan menurunkan IIP

• IIP3 adalah fungsi yang sangat lemah ukuran perangkat• Umumnya, overdrive besar berarti IIP3

Ada maxima lokal di sekitar 0.1V overdrive

Tetapi hubungan antara IIP3 dan gerbang overdrive tidak monoton

14

Langkah 4: Memperkirakan fT

Arus kecil ( < 10mA )tidak memungkinkan gerbang besar atas perjalanan :

Vod ~ 0.2 V ~ 0.4 VfT ~ 40 ~ 44 GHz

15

Langkah 4: Menentukan Iden, Q danMenghitung Alat Ukur

Iden = 70 A/m, =>Vod~0.23V

Gm/W~0.4

16

Jika Q = 4, IIP3 akan mempunyai batasan yg cukup:Perkiraan IIP3:IIP3(dari kurva) – 20log(Q) = 8-12 = -4dBmSpesifikasi yang dibutuhkan: -8 dBm

17

Q=4 dan Iden = 70A/m memenuhi persyaratan faktor noise.

18

Gm=0.4*128 ~ 50 mS fT = gm/(Cgs*2pi) = 48 GHz

19

Langkah 6: Verifikasi Simulasi

Deviasi terbesar

20

21

Perbandingan antara target spesifikasi dan hasil simulasi

Parameter Target Simulasi

Noise Figure 1.6 dB 0.8 dB

Arus < 10mA 8 mA

Tegangan 20 dB 21 dB

IIP3 -8 dBm -6.4 dBm

P1dB -20dbm

S11 -17 dB

Power supply 1.8 V 1.8 V