Küresel konumlandırma sistemi için düşük gürültülü kuvvetlendirici geliştirilmesi

Abstract

Dar-bantlı uygulamalarda kullanılabilecek bir CMOS düşük-gürültülü-kuvvetlendirici (DGK) tasarım optimizasyonu geliştirilmiştir ve Küresel Konumlandırma Sistemi (KKS) çalışma frekansı 1.575 GHz'de uygulanmıştır. Endüktans dejenerasyonlu devre topolojisi için ayrıntılı gürültü analizi yapılmıştır. Geçitte endüklenen gürültünün, BSIM3 tranzistör gürültü modellerine katılması gerektiği simülasyonlarla gösterilmiştir. Tranzistörlerin serim aşamasında geçit parmak uzunluğunun kazanç-bandgenişliğini düşürmeyecek değeri simülasyonlar ile bulunmuştur. İstenilen doğrusallık başarımını sağlayacak tranzistör genişliğinin maksimum değeri uzun kanallı tranzistörler için bulunmuştur. Simülasyonlar sonucunda 10 mW güç tüketiminde 0.7 dB gürültü sayısı elde edilmiştir. KKS frekansında devre izolasyonu s12 = -43 dB, kazanç 25 dB ve s11 = -26 dB bulunmuştur. Devre -3.25 dB IIP3 değeri vermektedir.DGK tranzistörlerinin kanal sıcaklığının artması gürültü başarımını düşürmektedir. DGK düşük güçlü bir uygulama olması nedeniyle devreye az ısı yaymaktadır, dolayısıyla devrede sıcaklık artışı az olmakta ve gürültü başarımı etkilenmemektedir.Endüktans tasarımında deri ve yakınlaşma etkileri yüksek frekanslarda baskın hale gelmektedir. Endüktansların kalite faktörleri klasik yöntemlerle hesaplandığında yüksek frekans bölgesinde yanlış sonuçlar vermektedir. Kalite faktörünün yüksek frekans bölgesinde doğru olarak bulunabilmesi için endüktördeki metal ve taban kayıplarının ayrı ayrı belirlenmesi esasına dayalı uygulaması kolay ve daha hızlı sonuca ulaşılabilir bir yöntem önerilmiştir.