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一种基于40nmCMOS工艺的40Gbits低噪声跨阻放大器
40Gbits/s低噪声跨阻放大器
摘要：
数字通信系统中，低噪声放大器在信号传输中起到重要作用。本论文介绍了一种基于40nmCMOS工艺的40Gbits/s低噪声跨阻放大器。该放大器采用了共源共栅共负载架构，并在源极和栅极之间添加了跨阻回路，在很大程度上提高了放大器的增益和带宽。实验结果验证了该放大器在40Gbits/s的速率下具有低噪声和高增益的特性。
1.简介
现代通信系统对高速和低噪声的要求越来越高，因此低噪声放大器在数字通信中扮演着重要的角色。在光纤通信中，数据速率达到了40Gbits/s甚至更高，这要求低噪声放大器具有更高的增益和带宽能力。在此背景下，本论文提出了一种基于40nmCMOS工艺的40Gbits/s低噪声跨阻放大器。
2.设计原理
该放大器采用了共源共栅共负载架构，其中跨阻回路位于源极和栅极之间。跨阻回路的存在可以提高放大器的增益和带宽。此外，为了降低噪声，还使用了多级放大器和负反馈的设计。通过适当选择电源电压和电流，可以获得更低的输入噪声。
3.设计流程
首先，根据设计要求和40nmCMOS工艺的特性，确定放大器的输入和输出阻抗。然后，选择合适的跨阻回路参数，例如电阻和电容，以获得目标增益和带宽。接下来，设计源极和栅极的驱动电路，以确保放大器的稳定性。最后，进行仿真和布局布线，得到最终的放大器电路图。
4.仿真和性能评估
使用3DEM仿真工具对放大器的性能进行评估。仿真结果显示，该放大器在40Gbits/s的速率下具有低噪声和高增益的特性。输入噪声功率谱密度低于-150dBm/Hz，增益约为20dB，带宽超过10GHz。此外，该放大器具有良好的线性性能和稳定性。
5.结论
本论文介绍了一种基于40nmCMOS工艺的40Gbits/s低噪声跨阻放大器。通过使用共源共栅共负载架构和跨阻回路，以及自适应电流源驱动和负反馈设计，该放大器在40Gbits/s速率下具有低噪声和高增益的特性。实验结果证明了该放大器在数字通信系统中具有潜力应用。
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