Límites impuestos por los elementos pasivos en el diseño de amplificadores de bajo ruido en tecnología CMOS

Resumen

En este trabajo se analizan las restricciones impuestas por los límites tecnológicos de los elementos pasivos en el diseño de un amplificador de bajo ruido (LNA) integrado en tecnología CMOS, de configuración fuente común con degeneración inductiva. A partir del análisis del circuito se establecieron dependencias cualitativas entre los valores de los elementos pasivos y los objetivos de síntesis del LNA (ganancia, corriente de polarización y ancho de los transistores), que permiten prever cómo los parámetros constructivos limitan el desempeño funcional. Estas dependencias fueron comprobadas y enriquecidas a través de simulaciones, realizadas para una tecnología CMOS de 130 nm con 1.2 V de alimentación y una frecuencia de trabajo de 2.45 GHz. Para la topología estudiada, se muestra que la ganancia máxima, la corriente de polarización mínima (y, por tanto, el consumo de potencia mínimo) y las dimensiones de los transistores que pueden ser utilizados en el diseño están determinadas por los valores extremos de inductancia y capacidad disponibles en el proceso tecnológico. Los resultados obtenidos corroboran la necesidad de incluir toda la información tecnológica posible de los elementos pasivos dentro del flujo de diseño de circuitos integrados para aplicaciones de radiofrecuencia.