CMOS射频集成电路

在过去十年中，诸如寻呼机，无绳电话，模拟和数字蜂窝电话以及数字电视和广播之类的个人通信系统迅速发展，并且对轻型，小型，低功率，低成本收发器的需求也在增加。快速增加和增加收发器的集成无疑是满足上述要求的重要途径。
在以前的收发器中，数字处理部分通常使用低成本的标准CMOS工艺，而RF前端通常使用GaAs，双极或BiCMOS工艺。由于数字处理部分通常占芯片面积的75％以上，因此集成和功耗的要求使其无法在CMOS以外的其他工艺中实现。
因此，只有CMOS集成RF前端才能实现单芯片集成传输和接收。并最终实现单片集成的移动通信产品。
目前，随着CMOS技术的发展，其单位增益截止频率接近GaAs水平，并且出现了一些采用CMOS技术实现的射频电路前端单元电路和收发器。这也使得可以使用CMOS工艺实现移动通信产品的单芯片集成。
在CMOS RF IC的开发中，最迫切和最困难的是开发高性能新器件和新单元电路，这是实现单片CMOS集成RF前端的基础。其中包括：高Q无源元件（如电感器，电容器和变容二极管等），低相位噪声电压控制振荡器和高效率，高线性度功率放大器。
低噪声放大器是收发器接收部分的第一个模块。有两个重要指标：噪声系数 - 确定最小可检测信号;三阶输入截止点与噪声系数一起决定了无杂散输出动态范围。
还有其他要求，例如适当的增益和低DC功耗。 2.混频器是RF前端最关键的模块，它实现了频率转换过程。
该混频器设计具有线性度，转换增益和端口到端口隔离的组合。最关键的指标是线性。
3.频率合成器通过对具有较高频率稳定性的参考信号源进行加，减，乘，除，得到一系列与参考源具有相同频率的频率，主要用于产生通道选择的本振。收发器中的信号是CMOS集成收发器中的关键单元电路。
功率放大器是收发器中主要的大功耗单元。为了提高功率附加效率，通常使用非线性功率放大器（包括D类，E类和F类）。
然而，非线性功率放大器仅适用于恒定包络调制方案。为了提高频谱利用率，通常采用多级调制方案，这需要非线性功率放大器的非线性补偿。
目前，CMOS技术主要用于数字系统，而电阻器，电容器和电感器等无源器件通常不用于数字电路。因此，在CMOS RF集成电路的设计中，一方面，有必要研究新的架构以最小化甚至消除电路中所需的无源元件。
另一方面，有必要研究如何使用标准CMOS技术集成高Q电感器，电容器等。被动组件。