• Title/Summary/Keyword: Low Noise Amplifier(LNA)

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0.5$\mu\textrm{m}$-GaAs MESFET을 이용한 X-밴드 모노리식 직렬 궤환 LNA의 설계 및 특성 (Design and Characteristics of X-band Monolitic Series Feedback LNA using 0.5$\mu\textrm{m}$GaAs MESFET)

  • 전영진;김진명;정윤하
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권5호
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    • pp.7-13
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    • 1997
  • A X-band 3-stage monolithic LNA (low noise amplifier) with series feedback has been successfully desined and demonstrated by suign 0.5-$\mu\textrm{m}$ GaAs MESFET. In the design of the 3-stage LNA, the effects of series feedback to the noise figure, the gain, and the stability have been investigated ot find the optimal short stub length. As a result, the inductive series feedback topology which has 10degree short stub in the GaAs MESFET source lead, has been employed in the 1-st stage. The fabricated MMIC LNA's chip size is only 1mm$^{2}$/stage, which is smaller than the previously reported X-band MMIC input/output return losses are less than -10dB and -15dB, respectively. The noise figure (NF) is less than 2.6dB. The measured data show good agreement with the simulated values.

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Design and Analysis of 2 GHz Low Noise Amplifier Layout in 0.13um RF CMOS

  • Lee, Miyoung
    • 한국정보기술학회 영문논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.37-43
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    • 2020
  • This paper presents analysis of passive metal interconnection of the LNA block in CMOS integrated circuit. The performance of circuit is affected by the geometry of RF signal path. To investigate the effect of interconnection lines, a cascode LNA is designed, and circuit simulations with full-wave electromagnetic (EM) simulations are executed for different positions of a component. As the results, the position of an external capacitor (Cex) changes the parasitic capacitance of electric coupling; the placement of component affects the circuit performance. This analysis of interconnection line is helpful to analyze the amount of electromagnetic coupling between the lines, and useful to choose the signal path in the layout design. The target of this work is the RF LNA enabling the seamless connection of wireless data network and the following standards have to be supported in multi-band (WCDMA: 2.11~ 2.17 GHz, CDMA200 1x : 1.84~1.87 GHz, WiBro : 2.3~2.4GHz) mobile application. This work has been simulated and verified by Cadence spectre RF tool and Ansoft HFSS. And also, this work has been implemented in a 0.13um RF CMOS technology process.

초 저전력 CMOS 2.4 GHz 저잡음 증폭기 설계 (Design of an Ultra Low Power CMOS 2.4 GHz LNA)

  • 장요한;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.1045-1049
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    • 2010
  • 본 논문에서는 2.4 GHz 대역에 적용할 수 있는 초 저전력 저잡음 증폭기를 TSMC 0.18 ${\mu}m$ RF CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 높은 이득과 낮은 전력 소모를 만족하기 위해서 전류 재사용 기법을 사용하였으며, subthreshold 영역에서 문턱 전압보다 낮은 바어이스 전압을 인가함으로써 초 저전력 특성을 구현하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 2.4 GHz에서 13.8 dB의 전압 이득과 3.4 dB의 잡음 지수 특성을 나타냈으며, 0.9 V의 공급 전압으로 0.7 mA의 전류를 소모하여 0.63 mW의 초 저전력을 소모하는 결과를 얻었다. 칩 면적은 $1.1\;mm{\times}0.8\;mm$이다.

GPS/GLONASS 수신용 소형 액티브 안테나의 구현 (Implementation of Small Active Antenna for GPS/GLONASS Receiving)

  • 강상원
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.175-180
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    • 2015
  • 본 논문에서는 GPS/GLONASS 수신용 소형 액티브 안테나를 제안하였다. GPS(1.575.42MHz)와 GLONASS(1.602MHz) 듀얼 대역을 지원하는 마이크로스트립 패치 안테나를 최적화하였고, 안테나의 크기는 $13{\times}13{\times}3.6mm$이다. 제안한 안테나 특성 확인을 위하여 지그 크기 변화를 주었고, 패치안테나의 급전 간격을 조정하였고, LNA 쉴드 케이스 유무에 따른 변화로 확인하였다. 안테나 지그의 크기는 $65.6{\times}13{\times}0.8mm$이다. GPS 대역의 최대 이득은 3.78dBi이고, GLONASS 대역의 최대 이득은 4dBi이다. 위성 수신레벨을 증폭하기 위한 저잡음 증폭기는 1단 LNA를 설계하였다. LNA 칩은 BGA715N7를 이용하였고, LNA 이득은 19.9dB이다. 시뮬레이션과 측정 데이터를 비교 분석한 결과 GPS/GLONASS 수신용 소형 액티브 안테나의 실용화 가능성을 확인할 수 있었다.

40MHz에서 1.6 dB 최소잡음지수를 얻는 잡음소거 기술에 근거한 광대역 저항성 LNA (Wideband Resistive LNA based on Noise-Cancellation Technique Achieving Minimum NF of 1.6 dB for 40MHz)

  • 최광석
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.63-74
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    • 2024
  • This Paper presents a resistive wideband fully differential low-noise amplifier (LNA) designed using a noise-cancellation technique for TV tuner applications. The front-end of the LNA employs a cascode common-gate (CG) configuration, and cross-coupled local feedback is employed between the CG and common-source (CS) stages. The moderate gain at the source of the cascode transistor in the CS stage is utilized to boost the transconductance of the cascode CG stage. This produces higher gain and lower noise figure (NF) than a conventional LNA with inductor. The NF can be further optimized by adjusting the local open-loop gain, thereby distributing the power consumption among the transistors and resistors. Finally, an optimized DC gain is obtained by designing the output resistive network. The proposed LNA, designed in SK Hynix 180 nm CMOS, exhibits improved linearity with a voltage gain of 10.7 dB, and minimum NF of 1.6-1.9 dB over a signal bandwidth of 40 MHz to 1 GHz.

3GPP LTE를 위한 다중대역 90nm CMOS 저잡음 증폭기의 설계 (Design of a Multi-Band Low Noise Amplifier for 3GPP LTE Applications in 90nm CMOS)

  • 이성구;신현철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권5호
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    • pp.100-105
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    • 2010
  • 3GPP LTE (3rd Generation Partner Project Long Term Evolution)에 적용할 수 있는 다중대역 저잡음 증폭기를 90 nm RF CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 설계된 다중대역 저잡음 증폭기는 1.85-2.8 GHz 주파수 범위내의 8개 대역으로 분리돼서 동작하며, 다중대역에서의 성능 최적화를 위해 증폭기 입력단에 다중 캐패시터 어레이를 이용하여 대역에 따른 조정이 되도록 하였다. 입력 신호의 변화에 따른 증폭기의 포화를 방지하기 위해 Current Steering을 이용한 바이패스 모드를 구현하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 1.2 V의 공급 전원에서 17 mA를 소모한다. RF 성능은 PLS (Post Layout Simulation)을 통해 검증하였다. 정상상태에서 전력이득은 26 dB, 바이패스모드에서의 전력이득은 0 또는 -6.7 dB를 얻었다. 또한, 잡음지수는 1.78dB, IIP3는 최대 이득 일 때 -12.8 dBm을 가진다.

2.4GHz 대역에서의 응용을 위한 광대역 RF모듈 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a Broadband RF Module for 2.4GHz Band Applications)

  • 양두영;강봉수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.1-10
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    • 2006
  • 본 논문에서는 2.4GHz 대역에서의 응용을 위한 광대역 RF 모들을 설계하고 제작하였다. 무선 주파 신호를 중간 주파수로 변환하기 위한 RF 모듈은 3단 증폭기로 이루어진 저잡음 증폭기(LNA), 단종단 게이트 믹서, 정합 회로, 헤어핀 라인 대역 통과 필터, 쳬비셰프 저역 통과 필터로 구성하였다. 저잡음 증폭기는 높은 이득과 안정도를 갖도록 설계하였으며, 단종단 게이트 믹서는 높은 변환이득과 넓은 동작 영역을 갖도록 설계하였다. 광대역 RF모듈의 해석에서는 복합화된 하모닉 밸런스드 기법을 사용하여 RF모듈의 동작 특성을 해석하였다. 설계된 RF 모듈은 55.2dB의 변환이득, 1.54dB의 낮은 잡음 특성, $-120{\sim}-60dBm$의 넓은 RF전력 동작 영역, -60dBm의 낮은 고조파 성분 그리고 RF, IF, LO포트 간에 우수한 분리 특성을 갖는다.

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Millimeter-Wave High-Linear CMOS Low-Noise Amplifier Using Multiple-Gate Transistors

  • Kim, Ji-Hoon;Choi, Woo-Yeol;Quraishi, Abdus Samad;Kwon, Young-Woo
    • ETRI Journal
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    • 제33권3호
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    • pp.462-465
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    • 2011
  • A millimeter-wave (mm-wave) high-linear low-noise amplifier (LNA) is presented using a 0.18 ${\mu}m$ standard CMOS process. To improve the linearity of mm-wave LNAs, we adopted the multiple-gate transistor (MGTR) topology used in the low frequency range. By using an MGTR having a different gate-source bias at the last stage of LNAs, third-order input intercept point (IIP3) and 1-dB gain compression point ($P_{1dB}$) increase by 4.85 dBm and 4 dBm, respectively, without noise figure (NF) degradation. At 33 GHz, the proposed LNAs represent 9.5 dB gain, 7.13 dB NF, and 6.25 dBm IIP3.

24GHz 2단 저잡음 증폭기의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of two-stage Low Noise Amplifier for 24GHz)

  • 조현식;박창현;김장구;강상록;한석균;최병하
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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    • pp.304-308
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    • 2003
  • 본 논문에서는 24GHz에서 동작하는 2단 저잡음 증폭기를 설계 및 제작하였다. 소자는 NEC사의 NE450284C HT-FET를 사용하였고, 양호한 잡음지수를 위한 정합회로 설계 시 좋지 않은 입력 정재 파비를 동시에 고려하여, 원하는 잡음지수와 입력 정재파비를 얻도록 설계하였다. 측정 결과 이득은 16.6dB, 입력 정재파비는 1.6, 그리고 출력 정재파비는 1.5를 넘지 않는 특성을 얻었다.

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E-band low-noise amplifier MMIC with impedance-controllable filter using SiGe 130-nm BiCMOS technology

  • Chang, Woojin;Lee, Jong-Min;Kim, Seong-Il;Lee, Sang-Heung;Kang, Dong Min
    • ETRI Journal
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    • 제42권5호
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    • pp.781-789
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    • 2020
  • In this study, an E-band low-noise amplifier (LNA) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) has been designed using silicon-germanium 130-nm bipolar complementary metal-oxide-semiconductor technology to suppress unwanted signal gain outside operating frequencies and improve the signal gain and noise figures at operating frequencies. The proposed impedance-controllable filter has series (Rs) and parallel (Rp) resistors instead of a conventional inductor-capacitor (L-C) filter without any resistor in an interstage matching circuit. Using the impedance-controllable filter instead of the conventional L-C filter, the unwanted high signal gains of the designed E-band LNA at frequencies of 54 GHz to 57 GHz are suppressed by 8 dB to 12 dB from 24 dB to 26 dB to 12 dB to 18 dB. The small-signal gain S21 at the operating frequencies of 70 GHz to 95 GHz are only decreased by 1.4 dB to 2.4 dB from 21.6 dB to 25.4 dB to 19.2 dB to 24.0 dB. The fabricated E-band LNA MMIC with the proposed filter has a measured S21 of 16 dB to 21 dB, input matching (S11) of -14 dB to -5 dB, and output matching (S22) of -19 dB to -4 dB at E-band operating frequencies of 70 GHz to 95 GHz.