| Resumen castellano: | En este artículo se presenta el diseño y la evaluación posterior al diseño de un amplificador de bajo ruido (LNA) para aplicaciones automovilísticas de banda ultraancha (UWB) basadas en el estándar IEEE 802.15.4z. El circuito propuesto se ha implementado en la tecnología 22FDX de GlobalFoundries y está destinado al rango de frecuencias comprendido entre los canales 5 y 9 del estándar, de 6,5 a 8 GHz. El LNA adopta una topología de cascode con retroalimentación. Las simulaciones posteriores al diseño muestran una ganancia de potencia de entre 13,1 y 14,1 dB, una figura de ruido de entre 2,63 y 2,99 dB y una adaptación de entrada inferior a -10 dB en toda la banda objetivo, con un consumo de potencia de aproximadamente 2,7 mW. El circuito alcanza además un punto de compresión de 1 dB en la entrada de -14,1 dBm y un punto de intercepción de tercer orden en la entrada de -3 dBm a 7,3 GHz. Se han realizado análisis de proceso, tensión de alimentación, temperatura y Monte Carlo para evaluar la robustez del diseño en condiciones de funcionamiento automovilístico. En comparación con los LNA de última generación en tecnologías de 22 nm y 28 nm, el diseño propuesto ofrece un equilibrio competitivo entre ganancia, figura de ruido, linealidad y consumo de potencia, al tiempo que mantiene una arquitectura compacta de una sola etapa adecuada para la futura integración en receptores UWB IEEE 802.15.4z. |
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| Resumen inglés: | This paper presents the design and post-layout evaluation of a low-noise amplifier (LNA) for ultra-wideband (UWB) automotive applications based on the IEEE 802.15.4z standard. The proposed circuit is implemented in GlobalFoundries 22FDX technology and targets the frequency range between channels 5 and 9 of the standard, from 6.5 to 8 GHz. The LNA adopts a feedback-cascode topology. Post-layout simulations show a power gain between 13.1 and 14.1 dB, a noise figure from 2.63 to 2.99 dB, and input matching below -10 dB across the target band, with a power consumption of approximately 2.7 mW. The circuit also achieves an input 1-dB compression point of -14.1 dBm and an input third-order intercept point of -3 dBm at 7.3 GHz. Process, supply-voltage, temperature, and Monte Carlo analyses are performed to assess the robustness of the design under automotive operating conditions. Compared with state-of-the-art LNAs in 22-nm and 28-nm technologies, the proposed design provides a competitive trade-off between gain, noise figure, linearity, and power consumption, while maintaining a compact single-stage architecture suitable for future IEEE 802.15.4z UWB receiver integration. |
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Resumen