SiGe回轉(zhuǎn)器型高頻帶通濾波器的初步設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無線移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，GHz頻帶電子器件的設(shè)計(jì)和制造越來越受到關(guān)注。濾波器是通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。因此，高頻率、低功耗、大動(dòng)態(tài)范圍的濾波器的研究成為通信系統(tǒng)領(lǐng)域的重要課題。SiGe異質(zhì)結(jié)晶體管（HBT）與Si晶體管性能相比有工作頻率高，擊穿電壓高等優(yōu)點(diǎn)。與GaAs器件相比，SiGeHBT在微波頻帶的卓越表現(xiàn)已經(jīng)接近。而且由于SiGe的制造工藝可以同常規(guī)IC工藝相兼容，所以它具有高集成和低成本優(yōu)勢(shì)，這是GaAs器件難以比擬的。因此，

2、最近幾年SiGe工藝發(fā)展快速，應(yīng)用在高頻通信領(lǐng)域。
　　 本文采用德國(guó)Atmel公司的0.5μm SiGe HBT工藝，模擬設(shè)計(jì)了一種具有回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的跨導(dǎo)-電容濾波器。我們提供了濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和偏置電路。并使用安捷倫公司的射頻電路設(shè)計(jì)軟件ADS對(duì)該濾波器進(jìn)行了模擬分析。分析結(jié)果表明，濾波器是帶通濾波器。我們分別模擬分析了帶通濾波器的中心頻率、輸出增益和功耗的主要影響因素。我們發(fā)現(xiàn)影響濾波器中心頻率有四個(gè)主要因素，分別是回轉(zhuǎn)電容，

3、鏡像電流源的集電極電阻，直流偏置電壓和晶體管基極和發(fā)射極間電壓。我們模擬分析了這四個(gè)主要因素的作用規(guī)律。通過分析，我們獲得了通過回轉(zhuǎn)電容或集電極電阻對(duì)濾波器中心頻率實(shí)現(xiàn)可控調(diào)節(jié)的規(guī)律；提供了偏置電壓和晶體管的不同型號(hào)對(duì)濾波器中心頻率影響的規(guī)律。我們還發(fā)現(xiàn)，要獲得更高的中心頻率，鏡像電流源中直接給跨導(dǎo)單元提供電流的晶體管不應(yīng)該按常規(guī)工作在放大區(qū)而應(yīng)該工作在飽和區(qū)。對(duì)濾波器輸出增益的進(jìn)一步模擬分析結(jié)果表明，以上晶體管工作在飽和區(qū)不僅可以提高

4、濾波器的工作頻率，也可以提高濾波器的輸出增益。但是也會(huì)同時(shí)增加濾波器的功耗。然后，選擇3.16GHz和370MHz為濾波器工作頻率，在3.3伏偏置電壓下，我們給出S參數(shù)最優(yōu)條件的設(shè)計(jì)結(jié)果。結(jié)果表明該濾波器不僅在上百M(fèi)Hz頻段有很好的響應(yīng)特性：較大的Q值，高通帶增益、良好的對(duì)稱性、低的電壓駐波比、在工作頻段內(nèi)無寄生通帶以及很好的相位線性度。在GHz頻段有更好的性能表現(xiàn)。我們還研究了電路加入一級(jí)差分放大對(duì)增益、Q值、中心頻率等性質(zhì)的影響規(guī)律