基于SiGe BiCMOS工藝的超寬帶低噪聲放大器設(shè)計.pdf

1、近年來，射頻微波技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，主要包括移動通信、衛(wèi)星通信及無線局域網(wǎng)等。超寬帶（UWB）技術(shù)由于其傳輸速率高、功耗低等優(yōu)點，被譽為未來最理想的短距離無線通信技術(shù)之一，近年來受到越來越多人的關(guān)注。而作為超寬帶接收系統(tǒng)第一級模塊的低噪聲放大器（LNA），它的性能好壞直接影響整個系統(tǒng)的性能。
　　 本文的目的是設(shè)計一款工作于3-10GHz頻段，高性能、低成本的低噪聲放大器。由于SiGe HB工具有良好的高頻性能和良好的高頻噪聲

2、特性，被選為放大器的有源器件，同時，為節(jié)省芯片面積，采用了電阻負反饋的電路結(jié)構(gòu)。
　　 本文首先以單級負反饋放大電路為例，對負反饋技術(shù)在放大器中的作用進行分析，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一款無電感的超寬帶低噪聲放大器。為了達到高增益，LNA采用兩級級聯(lián)結(jié)構(gòu)。同時，采用了多重并聯(lián)和串聯(lián)反饋技術(shù)保證了電路具有良好的輸入輸出匹配以及增益平坦度。
　　 隨后，本文針對增益和噪聲特性，對放大器進行了進一步的優(yōu)化設(shè)計。通過選取合適的工作點以

3、及調(diào)整反饋電阻值以實現(xiàn)低噪聲系數(shù)，并將LNA電路中的第二級晶體管用達林頓對代替，以擴展帶寬、提升增益。另外，還采用了發(fā)射極并聯(lián)電容的方法，有效地補償了放大器高頻增益下降，改善了整個頻帶內(nèi)的增益平坦度。本文在LNA的設(shè)計中最大的優(yōu)點是沒有引入電感，這樣極大地節(jié)省了芯片面積，降低了成本，有利于系統(tǒng)的單片集成。
　　 借用射頻集成電路設(shè)計軟件Advanced Design System（ADS），對放大器各項性能參數(shù)進行了仿真，結(jié)果表

4、明，在3-10GHz范圍內(nèi)，放大器的S21高達22.3dB以上，增益平坦度小于1dB，噪聲系數(shù)為3.7～4.6dB，S11和S22在整個頻帶內(nèi)均小于-12dB，且放大器無條件穩(wěn)定，LNA性能良好。
　　 最后，本文介紹了放大器制作中所要用到的SiGe BiCMOS的工藝流程，并給出了一些版圖設(shè)計規(guī)則及設(shè)計思想，最終基于JAZZ0.35μm BiCMOS工藝畫出了LNA的版圖，版圖尺寸僅為0.35×0.35m㎡，充分顯示出無電感的