如何使用Cadence Virtuoso进行5.5GHz低噪声放大器（LNA）的设计与仿真。主要内容涵盖LNA电路的搭建步骤，包括输入匹配网络、放大器主体和输出匹配网络的设计；以及多种仿真的设置与结果分析，如直流仿真、S参数仿真、稳定性仿真、小信号噪声系数、1dB压缩点仿真和三阶交截点仿真。文中还提供了具体的性能指标，如频率5.5GHz、增益>15dB、噪声系数<1.5dB、电源电压1.2V，并选用了65nm CMOS工艺。 适合人群：从事射频集成电路设计的工程师和技术人员，尤其是对低噪声放大器设计感兴趣的读者。 使用场景及目标：适用于希望深入了解低噪声放大器设计流程和仿真技巧的专业人士，旨在帮助他们掌握Cadence Virtuoso的具体操作方法，提升LNA设计能力。 其他说明：本文不仅提供了详细的理论指导，还附带了完整的工程文件，便于读者动手实践和验证设计效果。

内容概要：本文详细介绍了基于TSMC 65nm RF工艺库的射频集成电路（RFIC）设计，涵盖低噪声放大器（LNA）、混频器（MIXER）和功率放大器（PA）。通过具体实例展示了如何利用工艺库进行电路设计、仿真和优化，强调了实际工程经验和工艺特性对设计的影响。文中提供了大量代码片段和仿真技巧，帮助读者更好地理解和应用这些复杂的设计方法。 适合人群：具有一定射频电路基础知识的研发人员和技术爱好者，尤其是希望深入了解RFIC设计细节的人群。 使用场景及目标：① 学习如何在实际工程中应用TSMC 65nm RF工艺库进行LNA、MIXER和PA设计；② 掌握射频电路设计中的关键技术和仿真技巧；③ 提升对工艺特性和非理想因素的理解，避免常见设计错误。 其他说明：本文不仅提供理论指导，还分享了许多实际操作中的宝贵经验，如噪声系数优化、本振泄露控制、阻抗匹配等，有助于提高设计成功率和性能。

内容概要：本文详细介绍了基于PCB的低噪声放大器（LNA）的设计与仿真，包括LNA的核心功能、关键技术难点和解决方案，以及其广泛应用。文章通过项目案例的方式，全面解析了如何使用现代设计工具和技术手段完成低噪声放大器的设计，确保其具备高增益、低噪声、优良的高频响应特性和稳定的性能。此外，文章涵盖了从需求分析、电路与仿真设计、PCB布局优化到硬件测试及性能分析的完整流程，并对未来发展方向和技术优化进行了展望。 适合人群：具有一定电子电路基础，希望深入了解低噪声放大器及其应用的研发人员和技术爱好者。 使用场景及目标：①适用于研究、教学、工程实践等场景；②为目标人群提供详尽的设计理论、方法论和技术指南，指导他们在实践中更好地掌握低噪声放大器的相关技术要点。 其他说明：本项目成果可以直接或间接助力通信系统、传感网络等领域的性能提升与发展。文中提到的技术细节和实战经验对于提升相关从业人员的专业素养也有极大的价值。

ADS学习笔记 2. 低噪声放大器设计-DataSheet：ATF54143（LNA） 一、引言 Agilent ATF-54143是一款高动态范围、低噪声、E-PHEMT器件，封装在小型塑料表面贴装SC-70（SOT-343）4引脚中。由于其高增益、高线性度和低噪声特性，它特别适合于450 MHz到6 GHz频率范围内的蜂窝/PCS基站、MMDS以及其他系统的低噪声放大器设计。 二、产品特性 1. 高线性度性能：该器件在保持高增益的同时，还能提供出色的线性度。 2. 增强型模式技术[1]：此技术要求正的栅源电压（Vgs），因此可以避免与传统耗尽模式设备相关的负栅压。 3. 低噪声系数：在典型的2 GHz工作频率下，噪声系数为0.5 dB，非常适合低噪声应用。 4. 优秀的规格一致性：确保不同产品之间的性能稳定。 5. 800微米栅宽：较大的栅宽有助于增加增益和功率容量。 6. 低成本表面贴装小型塑料封装SOT-343（4引脚SC-70）：易于与现代制造流程兼容。 7. 可选的贴带和卷带包装：适合自动化表面贴装生产线。 三、性能参数 1. 工作频率：在2 GHz下典型工作，但适用范围更广。 2. 工作电压：3V，工作电流为60 mA（典型值）。 3. 输出三阶交调点：典型值为36.2 dBm。 4. 1 dB增益压缩点输出功率：20.4 dBm。 5. 噪声系数：0.5 dB。 6. 相关增益：16.6 dB。 四、应用场景 ATF-54143的应用领域包括： 1. 蜂窝/PCS基站的低噪声放大器。 2. WLAN、WLL/RLL和MMDS应用的低噪声放大器（LNA）。 3. 其他超低噪声应用的通用离散E-PHEMT。 五、封装和标记 ATF-54143采用SOT-343封装。引脚连接和封装标记如下图所示： ``` SOURCEDRAIN GATE SOURCE4Fx ``` 【顶部视图】。封装标记提供了器件的方向和标识，其中“4F”表示设备代码，“x”表示制造月份的日期代码字符。 六、绝对最大额定值 为避免永久性损坏，操作器件时不得超过下述任何一项参数： 1. 漏极-源极电压（VDS）：5V。 2. 栅极-源极电压（VGS）：-5 到 1V。 3. 栅漏电压（VGD）：5V。 4. 漏极电流（IDS）：120 mA。 5. 总功率耗散（Pdiss）：360 mW（在源极引线温度为25°C时）。 6. RF输入功率：最大10 dBm。 7. 栅源电流（IGS）：2 mA。 8. 通道温度（TC）：150°C。 9. 存储温度（TSTG）：-65 到 150°C。 10. 热阻（θjc）：162°C/W。 请注意，上述参数是在直流静态条件下假设的，且源极引线温度为25°C。当源极引线温度超过25°C时，需要进行降额处理。 七、注意事项 1. 超过这些参数的任何操作都可能导致永久性损坏。 2. 最大RF输入功率测试基于无调制的连续波输入信号。 3. 如果超出规格范围，可能不会损坏器件，但规格无法保证。 以上内容均基于DataSheet ATF54143的数据信息，详细情况请参照原厂手册或相关数据资料。

LNA总电路

在本文中，我们将深入探讨如何使用Advanced Design System（ADS）软件进行WLAN频段低噪声放大器（LNA）的设计与仿真。ADS是一款强大的微波和射频电路设计工具，广泛应用于无线通信系统，包括Wi-Fi（WLAN）频率范围内的组件设计。 一、ADS软件介绍 ADS全称为Advanced Design System，是Keysight Technologies（原安捷伦科技）开发的一款综合性的射频和微波电路设计平台。它提供了从概念设计到物理实现的完整设计流程，包括电路仿真、信号完整性分析、电磁场仿真以及版图设计等功能。在LNA设计中，ADS可以帮助设计师优化性能参数，如增益、噪声系数、输入输出阻抗匹配等。 二、LNA设计基础 低噪声放大器（LNA）在无线通信系统中起着至关重要的作用，它的主要任务是在接收端放大微弱的射频信号，同时尽可能地保持低的噪声系数，以提高系统的整体灵敏度。在WLAN频段，LNA通常工作在2.4GHz至5GHz之间，这是IEEE 802.11标准定义的Wi-Fi通信频率。 三、LNA设计步骤 1. 需求分析：确定LNA的增益目标、噪声系数限制、电源电压和功耗要求。 2. 架构选择：LNA有多种架构，如共源共栅、差分对、互阻抗放大器等。每种架构有其优缺点，应根据具体需求来选择。 3. 模型建立：在ADS中创建电路模型，包括晶体管、无源元件和负载匹配网络。 4. 参数优化：通过仿真调整晶体管的偏置点和其他关键参数，以达到最佳性能。 5. 输入输出匹配：确保LNA与前端接收器和天线之间的阻抗匹配，以减少反射和信号损失。 6. 直流偏置设计：确保晶体管在工作状态下稳定，避免非线性行为。 7. 仿真验证：利用ADS的S参数仿真、噪声分析和瞬态仿真等功能，评估LNA的性能。 四、ADS仿真过程 在提供的文件列表中，我们看到有如`de_sim.cfg`、`hpeesofsim.cfg`、`dds.cfg`等配置文件，它们分别用于定义不同的仿真设置。例如，`de_sim.cfg`可能用于直流工作点分析，`hpeesofsim.cfg`可能用于高速射频仿真，而`dds.cfg`可能涉及相位噪声或直接数字频率合成（DDS）相关的设置。`LNA_Final.dds`、`LNA_1.dds`、`LNA_2.dds`等文件则代表了不同版本的LNA设计的仿真结果。 五、文件解析 - `workspace.ads`：ADS的工作空间文件，包含项目的所有设计、仿真设置和结果。 - `*.dds`文件：这些可能是ADS的仿真输出，包含频率响应、噪声性能等信息。 - `*~`文件：这些通常是备份文件，以防原始文件被意外修改。 六、总结 在ADS软件的支持下，WLAN频段LNA的设计和仿真是一项精确且系统化的工程。通过不断迭代和优化，设计师可以得到满足特定性能指标的LNA设计方案。在实际应用中，还需要考虑温度、工艺和电源电压变化等因素的影响，进一步进行稳定性分析和测试，以确保LNA在各种条件下的可靠工作。

具体仿真内容参考博客内容ADS仿真设计低噪放大器这篇文章。

微波滤波器设计 分支电桥 LNA 微波滤波器设计 分支电桥 LNA

硕士的毕业论文，专供HMIC设计人员参考，低噪声放大器设计。

本节通过一个 5.5GHz 低噪声放大器来讨论利用 Cadence IC 来进行低噪声放 大器原理图设计、仿真参数设置、版图绘制等基本方法和流程。 低噪声放大器的设计指标如下：  频率： 5.5GHz  增益： >15dB  噪声系数： <1.5dB  电压： 1.2V 本例选用 65nm CMOS 工艺来设计。