随着无线宽带通信技术的迅速发展,宽带放大器在无线宽带通信领域有了更加重要的价值。分布式放大器凭借其较宽的工作频率范围、适中的增益、良好的匹配性等优点而被广泛应用于宽带放大系统。本文基于0.18μm CMOS工艺研究单片分布式放大器设计与优化,具体研究工作如下:首先采用0.18μm CMOS工艺,设计了一种基于抽头电感的非均匀四级分布式放大器。该分布式放大器采用抽头电感替换传统两端口电感,减少了片上电感的数量从而减小了芯片面积,并保持了良好的端口阻抗匹配特性。仿真结果表明,在1.48～15.5 GHz频带范围内,放大器的增益为8.6 d B,增益平坦度为±1.25 d B,版图面积为(1.1×0.59)mm~2。然后采用Python语言实现了遗传算法对分布式放大器的优化,在确定增益单元电路结构的基础上优化传输线上的电感,使得电路在保持阻抗匹配的同时增益达到最大。算法优化和电路仿真结果对比表明,10 GHz下的S参数在不同的阻抗匹配条件下差异不大,误差小于0.9d B。最后采用0.18μm CMOS工艺,设计了具有调制功能的均匀分布式放大器。利用分布式放大器电路的结构特点,通过增加三组开关实现了放大器的多进制调制功能,即采用八进制调制实现载波信号振幅八种状态的改变,同时保持了良好的阻抗匹配特性。仿真结果表明,具有调制功能的分布式放大器在1.938～22.43 GHz频带范围内,输入、输出回波损耗均小于-10 d B,并且该电路可对传输速率为1.2 Gb/s的信号进行八进制幅度调制,每位数据消耗能量为16.78 p J,电路面积为(1.8×0.52)mm~2。