SiGe HBT超寬帶低噪聲放大器的研究與設(shè)計.pdf

1、鍺硅(SiGe)異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(HBT)的截止頻率fT很高,在寬帶內(nèi)具有非常低的噪聲和高增益。由于這些特性,SiGe HBT工藝在射頻微波集成電路方面發(fā)展迅猛,目前已經(jīng)可以與InP和GaAs HEMT等器件相媲美。采用先進的RF CMOS與SiGe BiCMOS技術(shù)已經(jīng)能制造出應用于無線通信系統(tǒng)的硅基射頻集成電路(RFIC),在單片集成電路中可以同時實現(xiàn)模擬和數(shù)字功能。低噪聲放大器作為超寬帶無線系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊,其阻抗匹配、噪聲特性

2、、增益和帶寬等指標直接決定了接收通道的性能。本文基于SiGe BiCMOS工藝,對SiGe HBT超寬帶低噪聲放大器的設(shè)計進行了研究與分析。
　　全文首先介紹了SiGe HBT及相應低噪聲放大器應用的發(fā)展現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上,針對SiGe HBT的直流模型和小信號模型進行了詳盡的分析。根據(jù)選取的小信號模型,建立了SiGe HBT的噪聲模型,并對其噪聲特性進行了討論。
　　接著討論了衡量超寬帶低噪聲放大器性能的主要指標參數(shù),并對四

3、種常見的超寬帶低噪聲放大器的結(jié)構(gòu)進行了分析和比較。
　　最后,本文利用π型網(wǎng)絡與并聯(lián)電阻負反饋結(jié)構(gòu)相結(jié)合,基于Jazz0.18μm SiGe BiCMOS工藝,設(shè)計了一款工作頻段覆蓋X波段和Ku波段的超寬帶低噪聲放大器。文章闡述了完整的設(shè)計過程,并對前仿真、版圖設(shè)計與優(yōu)化以及提參后的后仿真驗證進行了討論。最終的后仿真結(jié)果為:輸入阻抗匹配S11<-11dB,噪聲系數(shù)NF<3dB,最高增益S21>20dB,增益波動<1.6dB,很好地