Cascode射频有源电感的设计

基于Cascode结构,提出了采用双共基异质结双极型晶体管级联反馈射频有源电感的设计方法,并与电阻反馈、单共基晶体管反馈构成的两种有源电感进行了比较.分别从理论上推导出了这三种不同反馈支路的有源电感的输入阻抗与等效电感,同时分析了影响其性能的因素.最终采用Jazz 0.35 μm SiGe BiCMOS工艺,利用安捷伦...     

非均匀金属线宽和线间距射频螺旋电感品质因子的改善

为了提高品质因子Q,本文提出了一种非均匀金属条宽和非均匀条间距的改进电感结构。从外圈到里圈,改进的电感金属线宽按等差数列逐渐减小,金属间距按等比数列增加。因为该渐变结构有效减弱了线圈中心电流拥挤导致的涡流效应,所以改进结构电感的Q因子大幅度提高（幅值高达42.86%）。为了进一步增大Q因子,新型电感同时采用图形化接地保护结构（PGS）与渐变结构。结果显示,在0.5GHz到16GHz的射频频段内,结合两种技术的新型电感的品质因子Q最优,与固定金属线宽和间距的传统电感相比,Q提高了67%;与仅采纳PGS结构的电感相比,Q提高了23%;与仅采用渐变金属结构的电感相比,Q提高了20%。     

宽带噪声抵消结构的噪声分析及优化

噪声抵消结构是一种应用于宽带低噪声放大器的有源匹配电路。噪声抵消的目的是将输入匹配器件引入的噪声在输出端消除。本文针对噪声抵消结构在高频的应用,依据噪声抵消的原理,提出了一种全频带噪声抵消条件。并给出了该条件下,噪声抵消结构的噪声系数随频率变化的解析表达式。通过与仿真结果对比,验证了该解析表达式的准确性。在此基础上,分析了匹配器件的高频噪声不能完全抵消时该结构的噪声系数。最后,提出了一种噪声抵消结构的优化设计方法。     

一种高Q值且频带可独立调谐的差分有源电感

设计了一种高Q值、频带可独立调谐的新型差分有源电感。采用多重共源-共栅调制结构,使有源电感具有小的等效串联电阻和高的Q值。采用多重共源负反馈结构,使有源电感具有小的等效并联电容、高的自谐振频率和宽的工作频带。通过对正跨导器跨导的调谐来实现对工作频带的调谐,同时,对负跨导器中共源管的跨导进行调谐,补偿因调谐工作频带而对Q值带来的影响,从而实现频带相对于Q值的独立调谐。对该新型差分有源电感进行性能验证,结果表明, 5.9 GHz时,有源电感的Q值高达1 143,电感值可达154 nH。工作频带在6.1~7.7 GHz之间调谐时,调谐范围可达26.2%,而Q值峰值在1 162~1 120之间变化,变化范围仅为3.6%。     

非均匀条间距结构功率SiGe HBT

成功研制出非均匀发射极条间距功率SiGe异质结双极晶体管(HBT)用以改善功率器件热稳定性.实验结果表明,在相同的工作条件下,与传统的均匀发射极条间距HBT相比,非均匀结构HBT的峰值结温降低了22K.在不同偏置条件下,非均匀结构SiGe HBT均能显著改善芯片表面温度分布的非均匀性.由于峰值结温的降低以及芯片表面温度分布非均匀性的改善,采用非均匀发射极条间距结构的功率SiGe HBT可以工作在更高的偏置条件下,具有更高的功率处理能力.     

基于０.２５μｍＢＣＤ工艺的一种新型低温漂欠压保护电路

本文提出了一种结构简单并且具有低温度敏感性的新型欠压保护电路。该电路避免了传统欠压保护电路的基准电压产生模块和比较器模块,利用带隙基准结构和高阶温度补偿的方法减小阈值电压和迟滞电压随温度的变化量,提高了UVLO电路的独立性和可靠性。基于 0.25um BCD 工艺设计实现的新型欠压保护电路芯片面积为0.04mm2,功耗为0.14mW。在温度为25时,新型欠压保护电路的上升阈值8.625V,下降阈值8.145V,迟滞量为0.48V,能够满足电源管理芯片的应用要求。在-40~125温度变化范围内,该电路的阈值电压和迟滞电压的最大变化量分别为53 mV和 50 mV,具有低温度漂移特性。     

同一芯片上制作变周期布拉格光栅的改进全息曝光法

提出了一种采用传统光学全息曝光技术，在同一芯片上制作不同周期的布拉格光栅的新方法．在这个简单实用的方法中，聚酰亚胺用来保护第一次做好的某一周期的光栅．这种新方法制作工艺简单，成本低，且与传统的半导体工艺兼容．     

一种Q-频率特性增强的低噪声压控有源电感

提出了一种Q-频率特性增强的低噪声压控有源电感(VCAI),电路主要由双反馈回路、前馈支路及两个电流镜共四个模块构成。其中,双反馈回路一方面用于构成回转器以实现电感特性,另一方面用于产生负阻以提高Q值,并为其配置两个调控端以实现对Q值和电感值的调节;而两个电流镜也配置了两个外部调控端,用来改变电路直流偏置以进一步对Q值和电感值进行调节;前馈支路与回转器的正跨导器相连,以改善VCAI的噪声。最终,通过四个模块相互配合以及四个调控端的协同调控,使得VCAI的Q-频率特性得到增强,即不但在同一频率下Q峰值可以相对于电感值独立调节,而且在不同频率下Q峰值可以基本保持不变,还具有低的噪声。验证结果表明,在3 GHz频率下,Q峰值可从135大范围调节到1 132,而电感值仅从43.50 nH到43.89 nH范围内微弱变化;在2 GHz、3.4 GHz和5 GHz不同频率下,Q峰值分别为682、659和635,变化率仅为6.8%;在1 GHz下,VCAI的输入参考噪声电压为3.2 nV/Hz,相比于未加入前馈支路的9.2 nV/Hz降低了6 nV/Hz。     

新型3.1～6GHz高增益超宽带低噪声放大器

在传统的窄带达林顿结构放大器基础上,提出一种新型高增益超宽带达林顿结构低噪声放大器.该放大器采用高频低噪声晶体管,采用电感补偿技术和正实电阻补偿技术,保持了达林顿放大器高增益的优点,而且也取得了低噪声、良好输入输出匹配和宽带稳定性.通过优化设计,新型放大器在3.1～6 GHz内,增益S21高达21 dB,变化不超过0.3 dB,噪声系数F为1.5～2.1 dB,输入输出反射系数S11和S22都小于-14 dB,在宽带内保持稳定.     

一种Q值高且可独立调节的新型宽带有源电感

基于回转器原理,提出了一种可在较宽频带内工作、具有大电感值和高Q值、Q值相对于电感值可以独立调节的新型有源电感。在回转器的负跨导器中,引入了调制MOS管。一方面,增加了一个新的回转通路,进而增加了回转次数,实现了大电感值。另一方面,创建了一个反馈支路,减小了等效串联电阻,实现了高Q值。将为正跨导器提供偏置的电流源与负跨导器交叉耦合连接,形成负阻结构,增大了等效并联电阻,进一步提高Q值。在有源电感的输入端串接小尺寸MOS管,减小了等效输入电容,实现了高的谐振频率和宽的工作频带。对有源电感进行验证,结果表明,Q峰值可高达1 996,电感峰值可高达54 nH,工作频带为0~12 GHz。协同调节有源电感的两个外部偏置电压时,实现了Q值相对于电感值的独立调节。Q值峰值从52到995大幅度变化时,电感峰值的变化幅度仅为5.3%。