1、與以往射頻收發(fā)芯片常用的雙極工藝、GaAs工藝相比，CMOS工藝不僅具有相對較低的價格和功耗，而且便于集成，所以在模擬和數字電路設計時CMOS工藝的應用更加廣泛。但是隨著CMOS工藝的進步，MOS晶體管的溝道長度不斷減小，器件特征頻率不斷提高，會導致在電路設計時出現某些對電路性能產生影響的非理想寄生效應，如襯底損耗效應、溫度效應、泄漏電流、噪聲以及失配，從而影響整個無線系統(tǒng)的設計。所以在電路設計時應該著重考慮各種參數之間的折中與優(yōu)化以便

2、實現符合要求的電路模塊。隨著時代的發(fā)展，人們對手機、相機及可穿戴設備等無線通信設備的小型化、低功耗、低成本要求越來越高，因此研究如何提高射頻模塊和低頻放大器的性能具有十分重要的意義。
　　論文首先簡要介紹了模擬和數字電路設計常用的方法以及所應用的EDA工具。與數字電路設計相比，模擬電路要在設計過程中對各種不同的約束條件及表征電路性能的參數進行正確的折中與優(yōu)化。其次介紹了有源以及無源器件的參數及尺寸對電路性能以及版圖造成的影響。所以

3、為了更好地適應現代低電壓低功耗射頻模擬電路的設計趨勢，本文提出了利用gm/ID的設計方法進行電路設計時所必要的折中與優(yōu)化。為了更好地分析gm/ID設計方法的優(yōu)勢，本文著重分析了MOS晶體管工作在不同反型層的性能特點，同時提出了一種可以直觀地表示不同性能參數的MOS晶體管工作面，比較了處于工作面內不同區(qū)域的MOS晶體管的優(yōu)點、缺點以及主要應用范圍。在此基礎上，論文根據MOS晶體管中等反型區(qū)的工作特性，結合gm/ID設計方法設計了兩個低功耗

4、的電路，分別為工作頻率為2.4GHz的LC-VCO以及增益為30dB的跨導運算放大器OTA。本論文的主要工作有：
　　（1）設計了一個全差分結構的工作頻率為2.4GHz的低噪聲壓控振蕩器，同時仿真結果表明該振蕩器具有良好的輸出頻率范圍和噪聲性能。在進行電路設計時首先分析了TSMC90nm工藝庫中MOS晶體管的gm/ID曲線分別與反型層、寄生電容、晶體管尺寸以及輸出電阻的函數圖形，這些參數均與所設計的壓控振蕩器性能有密切的關系。然后

5、將傳統(tǒng)的表征壓控振蕩器性能參數比如輸出電壓幅度，相位噪聲表示為gm/ID的函數關系，利用所生成的圖形選擇電路結構所有的MOS晶體管尺寸以及諧振網絡中的電容容值以及電感值。該論文提出的基于gm/ID設計方法可以實現壓控振蕩器的整個設計流程以及不同性能參數間的快速優(yōu)化。
　?。?）設計了一個共源共柵OTA電路。利用gm/ID方法設計的跨導放大器中所有的信號通路上的器件的反型系數、溝道長度和漏極電流均相等。雖然這樣做可能得不到最優(yōu)的熱噪

6、聲、閃爍噪聲和局部面積失配，但是可以為典型OTA電路結構提供一種簡單的模擬電路設計流程及優(yōu)化方法。
　　整個設計基于臺積電TSMC90nm工藝，利用Cadence Spectre RF仿真設計電路，采用Virtuoso Layout繪制版圖。仿真結果表明：當輸出頻率為2.4GHz時，壓控振蕩器的相位噪聲為-110.8dBc/Hz@1MHz，電源電壓為1.2V時的工作電流為147uA，功耗為0.4mW?？缱璺糯笃鞯姆抡娼Y果為增益為3