一种0.03～1.7 GHz超宽带低噪声放大器的设计与制作

为了降低接收机前端的噪声,设计了一种超宽带低噪声放大器。选用噪声较小、增益较高且工作电流较低的放大管,利用负反馈和宽带匹配技术,结合ADS和HFSS微波软件辅助设计,放大器在30 MHz~1700 MHz范围内,增益大于31 dB,平坦度小于±0.5 dB,噪声系数小于2.3 dB,驻波比小于1.6。     

宽带CMOS低噪声放大器的设计

文章主要介绍应用于集群接收机系统的350MHz～470MHz低噪声放大器,采用0.6μm CMOS工艺。探讨了优化低噪声放大器的噪声系数、增益与线性度的设计方法,同时对宽带输入输出匹配进行了分析。这种宽带低噪声放大器的工作带宽350MHz～470MHz,噪声系数小于3dB,增益为24dB,增益平坦度为±1dB,输入1dB压缩点大于-15dBm。     

S波段小型化宽带低噪声放大器的设计

采用软件计算微带平面电感,描述了一款基于薄膜工艺的小型化宽带低噪声放大器的设计和性能。测试结果表明:在2.7～3.5 GHz的频段内,低噪声放大器的噪声系数小于等于0.55 dB,增益大于等于33 dB,增益平坦度小于等于±0.1 dB;在2～4 GHz的频段内,低噪声放大器的噪声系数小于等于0.65 dB,增益大于等于33 dB,增益平坦度小于等于±0.8 dB;尺寸为6.0 mm×4.2 mm。     

超宽带低温接收机后级低噪声放大器设计

设计了一种用于超宽频低温接收机后级放大的宽带低噪声放大器,并给出了仿真和测试结果。该低噪声放大器采用三个单片级联,并在级间加入了均衡和衰减网络对增益进行修正,使增益平坦度得到很大改善,同时对噪声等指标影响较小。最终实现的低噪声放大器在1～9GHz 频率范围内,常温噪声系数优于2dB,增益大于35dB,平坦度小于3.5dB,输入输出驻波比小于2.5,输出1dB 压缩点功率大于10dBm。     

程控增益低噪声宽带直流放大器的设计

介绍了程控增益低噪声宽带直流放大器的设计原理及流程。采用低噪声增益可程控集成运算放大器AD603和高频三极管2N2219和2N2905等器件设计了程控增益低噪声宽带直流放大器,实现了输入电压有效值小于10mV,输出信号有效值最大可达10V,通频带为0～8MHz,增益可在0～50dB之间5dB的步进进行控制,最高增益达到53dB,且宽带内增益起伏远小于1dB的两级宽带直流低噪声放大器的设计。     

增益可调宽带CMOS低噪声放大器设计

设计了一种应用于超宽带系统中的可变增益宽带低噪声放大器。电路中采用了二阶巴特沃斯滤波器作为输入和输出匹配电路;采用了两级共源共栅结构实现电路的放大,并通过控制第二级的电流,实现了在宽频带范围内增益连续可调;采用了多栅管(MGTR),提高了电路的线性度;设计基于SMIC 0.18μm CMOS工艺。仿真结果显示,在频带3~5 GHz的范围内最高增益17 dB,增益波动小于1.8 dB,输入和输出端口反射系数分别小于-10 dB和-14 dB,噪声系数nf小于3.5 dB,当控制电压Vctrl=1.4 V时,IIP3约为2 dBm,电路功耗为16 mW。     

一款0.6～4.2GHz宽带低噪声放大器设计

采用0.25μm GaAs E-pHEMT工艺设计和制作了一款0.6～4.2 GHz宽带低噪声放大器芯片。芯片采用电流复用技术,降低了整体功耗,且集成了关断(Shutdown)控制电路用于关断低噪声放大器。测试结果表明,在工作频带内,低噪声放大器增益大于23 dB,增益平坦度在2 dB左右,输入输出回波损耗小于-10 dB,噪声系数低于1 dB,输出1 dB压缩点大于17 dBm,开关时间均在30 ns左右。芯片具有宽带、噪声系数低、集成度高和低功耗等特点,在基站接收系统中具有一定的应用价值。     

采用幅度均衡器的宽带毫米波低噪声放大器

对微带型幅度均衡器进行了理论分析和计算机仿真。微带型均衡器由微带谐振器上加载电阻构成,电阻的引入有效地展宽了频带。通过优化支节的长度、宽带和电阻的阻值,得到满足要求的均衡器。利用这种均衡器,对采用两级毫米波宽带MMIC的放大器进行了增益修正,使增益平坦度得到有效改善,同时对噪声的影响也较小。采用幅度均衡器最终实现的低噪声放大器在频率范围26.5～40 GHz内,增益为26.5～28.5 dB,增益平坦度优于±1.5 dB,噪声小于3.3dB,输入输出端口驻波小于2.0,输出1 dB压缩点功率大于10 dBm。     

宽带低噪声放大器单片微波集成电路

从行波放大器设计理论出发,研制了一款基于低噪声GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计的2~20 GHz单片微波集成电路(MMIC)宽带低噪声放大器。该款放大器由九级电路构成。为了进一步提高放大器的增益,采用了一个共源场效应管和一个共栅场效应管级联的拓扑结构,每级放大器采用自偏压技术实现单电源供电。测试结果表明,本款低噪声放大器在外加+5 V工作电压下,能够在2~20 GHz频率内实现小信号增益大于16 dB,增益平坦度小于±0.5 dB,输出P-1 dB大于14 dBm,噪声系数典型值为2.5 dB,输入和输出回波损耗均小于-15 dB,工作电流仅为63 mA,低噪声放大器芯片面积为3.1 mm×1.3 mm。     

一种用于超宽带接收机的低功耗高增益低噪声放大器

本文提出一种工作在3-5GHz的高增益低功耗的差分超宽带低噪声放大器.输入级采用共栅结构以获取宽带输入匹配,同时采用了电容交叉耦合和电流复用技术,从而可以在低功耗条件下获取高增益.采用0.18-um cmos工艺制作出来的样品的测试显示该低噪声放大器在4.4mA电流,1.8V电源功耗下的峰值功率增益为17.5dB,3dB带宽为2.8-5GHz,在4.5mW的功耗下的峰值增益为14dB(1.5V电源下3mA电流).该差分低噪声放大器的芯片面积包括测试pad在内为1.01平方毫米.     

基于反馈技术的宽带低噪声放大器的设计

介绍了宽带放大器的设计方法和负反馈技术。选用增益高、噪声小的高电子迁移率晶体管（HEMT）ATF54143,利用负反馈和宽带匹配技术,设计制作了一个高增益低噪声放大器,并借助于安捷伦公司的微波电路仿真软件ADS进行仿真和优化。测试表明,在50-300 MHz的频率范围内,低噪声放大器的增益大于22 dB,平坦度小于±0.3 dB,噪声系数小于1.25,输入驻波小于1.4,输出驻波小于1.3。     

一款25~45 GHz宽带MMIC低噪声放大器

基于砷化镓(GaAs)赝晶型高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,研制了一款25~45 GHz宽带单片微波集成电路(MMIC)低噪声放大器。该放大器采用三级级联的双电源结构,前两级在确保良好的输入回波损耗的同时优化了放大器的噪声;末级采用最大增益的匹配方式,保证了良好的增益平坦度、输出端口回波损耗以及输出功率。此外还对源电感和宽带匹配都进行了优化,实现了低噪声下的宽带输出。在片测试表明,在栅、漏偏置电压分别为-0.38 V和3 V,电流为60 mA的工作条件下,该放大器在25~45 GHz频带内噪声系数小于2 dB,增益为(22±1.5) dB,输入、输出电压驻波比典型值为2:1,1 dB增益压缩输出功率(P－1 dB)典型值为10 dBm。该低噪声放大器可以用于宽带毫米波收发系统。     

一种适用于5G通信的分布式低噪声放大器

宽带低噪声放大器是5G无线通信系统中的关键模块。针对6 GHz以下5G通信应用频段,基于65 nm CMOS工艺,设计了一种三级均匀分布式宽带低噪声放大器。在增益单元电路中,采用噪声抵消技术降低了噪声,同时实现了信号的单转双变换,并通过电流复用技术提升了增益。栅极人工传输线的终端采用了RL型负载,进一步改善了放大器的噪声性能。仿真结果表明,该分布式低噪声放大器的带宽为0.5~5.7 GHz,带内增益达到24.2 dB,噪声系数低于4.5 dB,而最小噪声系数仅为2.7 dB。     

宽带偏振不灵敏InGaAs半导体光放大器

采用压应变InGaAs量子阱和张应变InGaAs准体材料交替混合的有源结构,研制了宽带偏振不灵敏的半导体光放大器.此放大器在100～250mA的工作电流范围内,获得了大于70nm的3dB光带宽;在0～250mA工作电流和3dB光带宽波长范围内,偏振灵敏度小于1dB.对于1.55μm的信号光,在200mA的注入电流下获得了15.6dB的光纤到光纤的增益、小于0.7dB的偏振灵敏度和4.2dBm的饱和输出功率.     

3.1～5.2GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一,设计了一种可应用于3.1～5.2GHz频段超宽带可变增益低噪声放大器。电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配,并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。仿真基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺。结果表明,在全频段电路的最大功率增益为10.5dB,增益平坦度小于0.5dB,噪声系数小于5dB,输入反射系数低于-15dB,在1.8V电源电压下,功耗为9mW。因此,该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。     

一款采用有源电感的增益可调且平坦的超宽带低噪声放大器

采用有源电感,设计了一款增益可调且平坦的超宽带低噪声放大器(FTG UWB-LNA)。在输入级,采用具有新型偏置电路和RLC反馈的共基-共射放大器来实现良好的宽带输入阻抗匹配;在放大级,采用由新型有源电感与达林顿结构构成的组合电路,来实现增益的可调性、平坦化和幅度提升。在输出级,采用电阻并联和电流镜偏置的共集放大器,来实现良好的输出阻抗匹配。基于WIN 0.2μm GaAs HBT工艺库,对FTG UWB-LNA进行验证,结果表明：在1-6GHz频带内,增益(S21)可以在21.16dB-23.9dB之间调谐,最佳增益平坦度达到±0.65dB;输入回波损耗(S11)小于-10dB;输出回波损耗(S22)小于-12dB;噪声系数(NF)小于4.08dB;在4V的工作电压下,静态功耗小于33mW。     

宽带偏振不灵敏InGaAs半导体光放大器

采用压应变InGaAs量子阱和张应变InGaAs准体材料交替混合的有源结构，研制了宽带偏振不灵敏的半导体光放大器．此放大器在100～250mA的工作电流范围内，获得了大于70nm的3dB光带宽；在0～250mA工作电流和3dB光带宽波长范围内，偏振灵敏度小于1dB．对于1.55μm的信号光，在200mA的注入电流下获得了15.6dB的光纤到光纤的增益、小于0.7dB的偏振灵敏度和4.2dBm的饱和输出功率．     

超宽带低噪声放大器仿真设计

采用负反馈技术和集总参数匹配技术,选用VMMK-1218低噪声E-PHEMT晶体管,利用ADS进行仿真优化,设计了一种微波超宽带低噪声放大器。仿真结果显示,在0.5~4.5GHz范围内,放大器增益大于14.2 dB,平坦度小于1.1 dB,噪声系数小于0.85 dB,输入输出反射系数均小于-11 dB。设计结果可应用于各种宽带微波通信及雷达等领域。     

应用于GPS接收机的宽带低噪声放大器

本文介绍了一种适用于GPS接收机的CMOS宽带低噪声放大器,带宽设计在1．16Hz-1．7GHz。采用源极电感负反馈结构,并在输入端加入了宽带匹配网络来扩展带宽,放大器提供30dB的增益,使用了两级放大,第二级采用了电流复用技术来节省功耗,最后一级使用了源极跟随器,用来阻抗匹配。采用TSMC55nmCMOS工艺,仿真结果表明,噪声系数小于1．3dB,S21大于29dB,S11小于-10dB,1．2V电源供电下功耗为20mW。     

一种高增益且可调谐的1~3 GHz宽带LNA

提出了一种增益高且增益可调谐的1~3 GHz宽带低噪声放大器(HTG-LNA)。在输入级,采用带有RC串联负反馈的共基-共射电流镜结构,实现了良好的输入匹配,并提高了电路的稳定性;在中间级,采用以有源电感作为负载的共基-共射达林顿电路结构,在保证宽带的同时实现了较高的增益与增益的可调谐;在输出级,采用带有电流镜的射极跟随器结构,获得了较大的输出功率和良好的输出匹配。基于稳懋0.2 μm GaAs HBT工艺进行验证,结果表明,该HTG-LNA的电压增益大于37 dB,最高可达50.7 dB;功率增益大于37.4 dB,最高可达51 dB;最大增益可调谐幅度为2.2 dB;输入回波损耗小于-7.11 dB;输出回波损耗小于-11.97 dB;噪声系数小于3.23 dB;稳定因子大于5.61;在5 V工作电压下,静态功耗小于65 mW。