图4 共源共栅结构的LNA
原因是M1和M2为单独的管子，它们之间存在较大的寄生电容，影响了信号的传输，从而恶化噪声系数。而加入的电感能加强他们之间的匹配，使噪声性能和增益有所改善。
根据不同的级间匹配电感值，增益和噪声的变化如图5和图6所示。
图5 不同电感值增益的变化
图6 不同电感值噪声的变化
由上图的结果可知，当匹配电感的值取5nH时，效果最理想。
设计与仿真结果
本设计采用单端结构，全单片集成，具体电路见图7。
图7 低噪声放大器电路图
整个设计基于了TSMC 0.35μm锗硅射频工艺模型。为了提高集成度，所有的电感都采用片上集成电感，为平面螺旋八边形，用顶层金属绕制而成。输出端采用的是LC槽电路，谐振时阻抗很大，有选频和提高增益的作用。
为了降低功耗，电源电压为1.5V，工作频率1.5G，静态功耗约为16.5mW。用Cadence中spectreRF进行仿真，得到输入反射系数（S11）和输出反射系数（S22）分别为－7.4dB和－20.8dB。
由于采用级间匹配电感，中心频率处的电路增益提高了约3dB，达17.7dB，提高了约20％；噪声系数降低了约 0.45dB，为2.05dB，降低了约18％，变化曲线如图8和图9所示。
图8 匹配前后的增益变化
图9 匹配前后的噪声变化
低噪声放大器除了提供较低的噪声，较高的增益外，还需要有较好的线性度，以避免较强信号的干扰。线性度一般用三阶交调点（IP3）来衡量，包括输入三阶交调点（IIP3）和输出三阶交调点（OIP3），可以采用双音测试法来测量，即在输入端加入两个频率相近幅值相等的两个信号，然后改变幅值来测量，结果如图10所示。输入三阶交调点（IIP3）约为5.2dBm。
