采用调制晶体管和双反馈回路的有源电感

在共源共栅-共漏有源电感的基础上,联合采用调制晶体管和双反馈回路,提出了一种可在不同频率下获得高的品质因子(Q)峰值,且分别可在大、小范围内粗调和细调电感值的新型宽频带可调谐有源电感。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,利用ADS设计软件进行验证。结果表明,该有源电感在0~8.15 GHz的工作频率范围内,调节主回路的偏置电压,在频率为4.0,4.85,5.95 GHz时,分别获得1 154,6和1 293的高Q峰值。当Q值大于20时,其频率带宽均大于1.5 GHz,可以在43~132 nH之间粗调电感值的峰值。调节从回路的偏置电压,在5.95 GHz固定频率下,获得418~3 517的高Q峰值,且可以在10%比例范围内细调电感值的峰值。     

一种双回转器有源电感

针对基于共源-共栅负跨导器的传统单回转器有源电感(TSAI-CS-CG)的不足,联合采用双回转器结构、负阻网络和负反馈网络,提出了一款兼有大电感值、高Q值、高线性度、宽频带、可调谐特性的双回转器有源电感(DGAI)。基于TSMC 0.13μm RF CMOS工艺,利用是德科技公司的射频高级设计系统（ADS）进行验证。结果表明：电感工作频率范围为0~22.5GHz;Q峰值可达6883;电感的-1dB压缩点高达-17dBm;调节外部偏置,在频率为15GHz下,在频率为15GHz下,电感值可从19.59nH到73.41nH之间进行大范围调节。     

一种低压低功耗有源电感

提出了一种低压低功耗有源电感(LVLPAI)。它由新型正跨导器、负跨导器以及电平转换模块构成。其中,电平转换模块与新型正跨导器的输入端和负跨导器的输出端连接,同时,新型正跨导器采用了PMOS晶体管,并将栅极和衬底短接,最终使得有源电感可在低压下工作,且在不同频率下具有低的功耗。基于0.18 μm RF CMOS工艺进行性能验证,并与传统AI进行对比。结果表明,LVLPAI和传统AI比较,在1.5 GHz、2.7 GHz、4.4 GHz这三个频率处分别取得三个电感值3 326 nH、1 403 nH、782 nH的条件下,前者和后者的工作电压分别为0.8 V、1 V、1.2 V和1.5 V、1.6 V和1.7 V,分别下降了46.7%、37.5%、29.4%;功耗分别为0.08 mW、0.25 mW、0.53 mW和0.14 mW、0.31 mW、0.62 mW,分别下降了42.9%、19.4%、14.5%。     

采用全差分有源电感的高优值VCO

提出了一种高集成度高优值压控振荡器(VCO)。采用全差分有源电感,克服了传统螺旋电感面积大、不可调谐的缺点。采用可变电容阵列和开关电容阵列,既扩大了振荡频率的可调范围,又降低了相位噪声。采用改进型电流复用型负阻单元,降低了直流功耗和相位噪声。基于TSMC 0.13 μm CMOS工艺,利用ADS工具对该VCO进行了验证。结果表明,VCO的振荡频率范围为0.31~5.13 GHz,调节率高达177.7%。在1 MHz偏频处,相位噪声最低值为-125.3 dBc/Hz,直流功耗为63 mW,优值为-201.3 dBc/Hz,综合性能较好。     

基于噪声抵消的有源匹配SiGe HBT低噪声放大器设计

基于Jazz 0.35μm SiGe工艺,设计了一种满足2G、3G和WIMAX标准的有源匹配SiGe HBT低噪声放大器.利用共基极晶体管输入阻抗小和共集电极晶体管输出阻抗较小的特点,通过选取晶体管的结构和偏置电流,实现了输入、输出有源阻抗匹配.由于未采用占芯片面积大的电感,减少了芯片面积,芯片面积(含焊盘)仅为0.33mm×0.31 mm;由于共基极晶体管的噪声系数比共射极晶体管的噪声系数高,采用噪声抵消结构减少了其引入噪声.低噪声放大器在(0.6～3)GHz工作频带内,增益为17.8～19.2 dB,增益平坦度为±0.7 dB;有源输入、输出匹配良好;在整个频段内,无条件稳定.     

单载流子传输双异质结光敏晶体管频率特性分析

为了缓解光敏晶体管探测器在响应度和响应速度优化时存在的矛盾并提高响应度和响应速度,分析了单载流子传输( uni-travelling-carrier,UTC)双异质结光敏晶体管( double hetero-junction phototransistor,DHPT)中光生载流子对发射结结电容和集电结结电容的影响,建立了UTC-DHPT的频率特性模型. 基于所建模型,研究了UTC-DHPT在电学晶体管工作状态( double hetero-junction transistor, DHBT)、基极光偏置的二端工作模式( two terminal, 2T)和基极光电混合偏置的三端工作模式( three terminal, 3T)的光电流增益和光学特征频率. 结果表明:UTC-DHPT比传统的単异质结光敏晶体管( single hetero-junction phototransistor,SHPT)有更好的频率特性,3T工作模式下的UTC-DHPT可以同时提供高响应度和高响应速度.     

横向结构参数对SiGe HBT小信号模型参量的影响

为了分析了发射极条宽、条长、条数等横向结构参数对SiGe HBT小信号模型参数的影响,通过Jazz 0.35μm BiCMOS SiGe HBT的Y参量,得出了在不同横向结构参数下SiGe HBT的小信号模型参数.结果表明：增加发射极条宽、条长、条数时,小信号模型中的等效电阻值减小、等效电容增大、跨导也增大.在此基础上,分析了SiGe HBT横向结构参数对合成的有源电感特性的影响.在设计不同性能的有源电感时,所得结果对有源器件横向结构参数的选取有一定的指导意义.     

双频段低噪声放大器的设计

适应多标准移动通信终端的迅速发展,设计了能够在800 MHz和1.8 GHz两个不同频段独立工作的低噪声放大器.放大器使用噪声性能优良的SiGeHBT管子,采用Cascode结构减小Miller电容的影响,发射极串联电感消除放大器输入端噪声系数和功率匹配的耦合,输入匹配电路采用单通道串并联LC电路,计算串并联电感和电容值,可以在两个工作频点发生谐振.输出端通过调整负载阻抗到50Ω,采用简单的电路实现功率输出.ADS的仿真结果表明,本文设计的低噪声放大器在800MHz和1.8 GHz两个工作频段的S21分别达到了24.3 dB和21.3 dB,S11均达到了-13 dB,S22均在-27dB以下,两个频段的噪声系数分别为3.3 dB和2.0 dB.     

改善多指功率SiGe HBTs热稳定性的版图设计

提出非均匀指间距结构功率SiGe HBTs的版图设计用以改善热稳定性。模拟和实验结果均表明,与传统的均匀指间距结构相比,非均匀指间距结构HBT的峰值结温和温度分布非均匀性均得到显著改善。上述改善归功于非均匀指间距结构HBT中心指间距的增加,从而有效阻止热流由外侧指流向中心指处。此外,与均匀指间距结构器件相比,其热阻改善13.71%,热退化功率水平提高22.8%。因此,模拟和实验均证明采用非均匀指间距结构HBT的版图设计可有效改善功率HBTs热稳定性。     

双频带低噪声放大器设计

基于Jazz 0.35 μm SiGe工艺,设计了一款能够在1.8 GHz和2.4 GHz不同频段带独立工作的低噪声放大器.放大器使用噪声性能优良的SiGe HBT,采用Cascode结构减少米勒效应的影响.输入电路采用由两次连续的频率变换和电路转换得到的双频滤波电路,输出端用射随器实现50Ω阻抗匹配.结果表明,该低噪...