基于SiGe技術(shù)的5GHz頻段射頻接收機(jī)前端研究.pdf

1、隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，RFIC(射頻集成電路)設(shè)計(jì)正在步入SoC(片上系統(tǒng))芯片的時(shí)代。無線終端市場的蓬勃發(fā)展促使RFIC(射頻集成電路)設(shè)計(jì)以低成本和高集成度為目標(biāo)，這促進(jìn)了零中頻體系結(jié)構(gòu)成為了單片RFIC收發(fā)芯片設(shè)計(jì)中的首選結(jié)構(gòu)。特別是在5-6GHz(U-NⅡ波段)波段應(yīng)用的無線終端中更是顯得突出(例如：高速無線局域網(wǎng)WLAN-802-11a)。快速發(fā)展的RFIC工藝技術(shù)極大地促進(jìn)了片上無源器件(特別是片上電感)的性能，也因此打開

2、了RFIC單片化設(shè)計(jì)的大門。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，仍然要面對零中頻體系結(jié)構(gòu)很多自身固有的問題，比如：二階失真、閃爍噪聲和LO(本振)自混頻造成的DC-offset(直流偏移)問題等等。因此零中頻接收機(jī)相關(guān)的問題成為了現(xiàn)今RFIC研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。 在諸多工藝中，SiGe BiCMOS工藝技術(shù)的進(jìn)步為以上問題提供了新的解決途徑。SiGe BiCMOS技術(shù)與成熟的Si工藝技術(shù)相兼容，并且可以使用現(xiàn)有的Si工藝生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，這使得它

3、的性價(jià)比比較高。其次，由于采用了SiGe HBT(異質(zhì)結(jié)晶體管)技術(shù)，SiGe BiCMOS工藝的高頻率性能非常的高。另外，BiCMOS工藝本身可以很容易的集成數(shù)字、模擬和射頻電路以構(gòu)成高集成度的SoC芯片。 本論文的工作主要是5GHz射頻前端系統(tǒng)與電路的研究、設(shè)計(jì)與防真。首先對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡單的研究，并確定了使用零中頻體系結(jié)構(gòu)。其次，討論了LNA的設(shè)計(jì)與仿真和亞諧波混頻器(sub-harmonic mixer，SHM)的設(shè)計(jì)

4、與防真，最后探討了RFIC設(shè)計(jì)過程種的一些其他問題。 LNA的設(shè)計(jì)使用單級的(cascode)共發(fā)射極．共基極拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。輸入端口采用發(fā)射極負(fù)反饋電感進(jìn)行阻抗匹配，并嘗試性的討論了采用鍵合線代替這個(gè)電感。同時(shí)使用串聯(lián)電感輸出匹配方法。最后仿真了LNA在5-6GHz頻段中的增益、隔離度、線性度和噪聲指數(shù)(NF)的結(jié)果來衡量LNA的性能。 SHM(亞諧波混頻器)采用有源雙平衡混頻器的結(jié)構(gòu)，并且設(shè)計(jì)成為2次諧波I/Q混頻。并且在