微波低噪声SiGe HBT的研制

利用3μm工艺条件制得SiGe HBT(Heterojunction Bipolar Transistor),器件的特征频率达到8GHz.600MHz工作频率下的最小噪声系数为1.04dB,相关功率增益为12.6dB,1GHz工作频率下的最小噪声系数为1.9dB,相关功率增益为9dB,器件在微波无线通信领域具有很大的应用前景.     

基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的Ka波段低噪声放大器的设计

介绍了一款基于SiGe BiCMOS工艺的Ka波段低噪声放大器(LNA)的设计与测试。分析了毫米波频段硅基集成电路的匹配设计方法,给出了HBT晶体管电流密度与噪声系数的关系,以及最佳噪声偏置点的选取方法。并基于以上方法设计了单级共基共射低噪声放大器,LNA芯片基于Global Foundry 8HP工艺流片验证。测试结果表明,该LNA实现了30~40GHz的-1dB带宽、小于3.5dB的噪声系数以及6.2dBm的1dB压缩输出功率(P-1dB);输入输出反射系数均小于-15dB,中心频率(35GHz)处增益为7.2dB(单级),LNA的直流电流为6.7mA,电源电压为1.8V。     

WLAN应用的SiGe功率放大器中功率单元优化设计

针对无线局域网应用的射频功率放大器(PA)性能要求,提出并实现了4种结构类型的功率单元,运用优选的功率单元进行了PA芯片设计。基于0.18μm 2P6M SiGe∶C BiCMOS工艺,选取48个发射极条数为4、长宽尺寸为1μm×20μm的SiGe HBT,分别设计实现发射极对称、平行馈入、鱼骨型及蝶型结构的功率单元。直流(DC)特性参数测试结果表明,4种功率单元直流功率特性稳定,电流增益β约为190,击穿电压VBCEO达7.5 V。射频(RF)性能测试结果表明,在集-射极电压VCE为3.5 V和基-射极电压VBE为0.78 V的偏置条件下,平行馈入结构具有较高的输出功率、附加效率和功率增益。基于平行馈入结构的功率单元设计了一款三级SiGe PA,测试结果表明,在2.4 GHz频率下,该PA的输出1 dB压缩点功率达25.48 dBm,功率附加效率为26%,功率增益为27.12 dB。     

SiGe HBT低噪声放大器的设计与制造

该文设计和制作了一款单片集成硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)低噪声放大器(LNA)。由于放大器采用复合型电阻负反馈结构,所以可灵活调整不同反馈电阻,同时获得合适的偏置、良好的端口匹配和低的噪声系数。基于0.35 m Si CMOS平面工艺制定了放大器单芯片集成的工艺流程。为了进一步降低放大器的噪声系数,在制作放大器中SiGe器件时,采用钛硅合金(TiSi2)来减小晶体管基极电阻。由于没有使用占片面积大的螺旋电感,最终研制出的SiGe HBT LNA芯片面积仅为0.282 mm2。测试结果表明,在工作频带0.2-1.2 GHz内,LNA噪声系数低至2.5 dB,增益高达26.7 dB,输入输出端口反射系数分别小于-7.4 dB和-10 dB。     

一种低噪声SiGe微波单片放大电路

介绍了一种利用SiGe技术制作的低噪声SiGe微波单片放大电路(MMIC)。该电路以达林顿结构的形式级联,由两个异质结双极型晶体管(HBT)和4个电阻组成;HBT采用准自对准结构,其SiGe基区为非选择性外延。在1 GHz频率下,电路噪声为1.59 dB,功率增益为14.3 dB,输入驻波比为1.6,输出驻波比为2.0。     

一种可切换的双频段CMOS低噪声放大器

基于0.18μm RF CMOS工艺,设计了一种可切换的双频段CMOS低噪声放大器,其输入输出均匹配到50Ω。加入封装、ESD电路和PAD模型,采用Cadence Spectre RF进行仿真。结果显示,在1.8 V工作电压下,1.575 GHz输入时,LNA的噪声系数、功率增益和偏置电流分别为0.9 dB、18.2 dB和5.7 mA;1.2 GHz输入时,LNA的噪声系数、功率增益和偏置电流分别为0.8dB、16.8 dB和5.3 mA。     

一种基于MBE差分外延技术的SiGe低噪声放大器

采用MBE差分外延生长SiGe HBT基区,等平面隔离,多晶硅注入、快速退火形成发射区等工艺,实现了SiGe器件的平面集成。基于上述工艺技术研制的SiGe低噪声放大器(LNA),获得了1.7 GHz的带宽,23 dB的增益和3.5 dB的噪声系数。     

120 nm SiGe BiCMOS 90~100 GHz低噪声放大器

基于IBM8HP 120 nm SiGe BiCMOS工艺,分析了晶体管的最小噪声系数和最大可用增益特性。采用两级Cascode放大器级联结构,研制出一种频带为90~100 GHz的低噪声放大器(LNA)。详细分析了Cascode放大器潜在的自激可能性,采用串联小电阻的方式消除不稳定性。与电磁仿真软件Sonnet联合仿真,结果表明,在频带内,放大器的输入反射系数S11<-18 dB,输出反射系数S22<-12 dB;在94 GHz处,噪声系数为8 dB,增益为14.75 dB,输出1 dB压缩点功率为-7.9 dBm;在1.8 V供电电压下,整个电路的功耗为14.42 mW。该放大器具有低噪声、低功耗的特点。     

基于IEEE802.11a标准的SiGe HBT LNA的设计

基于IEEE802.11a标准描述了一款SiGe HBT低噪声放大器(LNA)的设计.为适应该标准的要求,给出了噪声、功率增益及稳定性的优化方法.选用SiGe HBTs作为有源元件,采用T型输入、输出匹配网络设计了电路,并用安捷伦ADS-2006A软件对噪声系数、增益等各项指标进行了仿真.最终在频率为5.2 GHz下,LNA噪声系数F为1.5 dB,增益S21达到12.6 dB,输入、输出反射系数S11和|S22较好,在工作频带内小于-10 dB,LNA性能良好.     

一种S波段低噪声放大器的设计

基于Siemens的NPN射频晶体管BFP420,设计出一款适合于S波段的低噪声放大器,本设计使用了宽带匹配技术,结合微带线和集总元件设计出宽带的匹配网络。放大器适用频率范围:1.8 GHz～3.2 GHz,可用带宽1.4 GHz,相对带宽56%,属超宽带低噪声放大器。测试结果表明,在可用频段范围内,放大器增益波动3.7 dB,输入驻波比VSWR<1.8 dB,输出驻波比VSWR<1.295 dB;1.8 GHz增益G=12.53 dB、噪声系数NF=1.128 dB;3.2 GHz增益G=8.79 dB、噪声系数NF=1.414dB。本设计可满足无线蓝牙、WIFI,Zigbee等多种2.4 GHz主流ISM无线设备的应用要求。     

模拟与混合信号集成电路

5GHz至6GHz低噪声放大器 Maxim公司的MAX2648 SiGe低噪声放大器(LNA)线性度很好,是针对基于IEEE802.11a和HiperLAN2标准的5GHz、无线LNA系统设计的,增益为17dB、噪声系数为1.8dB、输入三阶交调(IP3)为0dBm,耗电仅12mA。用于第一级LNA、本振(LO)缓冲或发送器的驱动放大。MAX2648用     

一种新型的高增益超宽带低噪声放大器

文中提出了一种采用增益提高技术的超宽带低噪声放大器(LNA)。为了通过提高电路的输出阻抗,进而实现改善电路增益的目的,该LNA包含了两级共射共基放大器电路,并在共基晶体管基极引入电感。基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺对其进行设计,实现了超宽的31GHz~42GHz的工作频率,增益为20.1dB~30.7dB,噪声系数为1.19dB~1.31dB,并且在1.8V单电源电压供电情况下,消耗的功耗为13.2mW。     

低电压C类SiGe微波功率异质结双极型晶体管

给出了低电压微波SiGe功率异质结双极型晶体管(HBT)的器件结构和测试结果.器件结构适于低压大电流状态下应用.采用了梳状发射极条的横向版图设计,其工作电压为3-4V.在C类工作状态,1GHz的工作频率下,输出功率可以达到1.65W,具有8dB的增益.3V时可以达到的最高收集极效率为67.8%.     

X波段宽带单片低噪声放大器

从获取放大器的等噪声系数圆最大半径的角度来进行电路设计,设计了工作于X波段9～14GHz的宽带低噪声单片放大器,采用法国OMMIC公司的0.2μmGaAsPHEMT工艺(fT=60GHz)研制了芯片。在片测试结果为在9～14GHz,噪声系数<2.5dB,最小噪声系数在10.4GHz为2.0dB,功率增益在所需频段9～14GHz大于21dB,输入回波损耗<-10dB,输出回波损耗<-6dB。在11.5GHz,输出1dB压缩点功率为19dBm。     

UHF RFID阅读器中增益可控驱动放大器的设计

基于宏力半导体公司0.18μm SiGe HBT工艺,提出了一种应用于UHF(860~960MHz)RFID频段的增益可控驱动放大器(DA)。电路采用全差分发射极电感负反馈共射共基(Cascode)结构,其中,增益控制由三对结构相同的共射电路通过外加偏压实现,增益可控的步长为3 dB。仿真结果显示,在1.8 V电源电压下、910 MHz频段处,增益(S21)分别达到17 dB、20 dB和23 dB,噪声系数(NF)分别为3 dB、2.6 dB和2.2 dB,并且实现了良好的输入输出匹配。     

2GHz下噪声系数达1.5dB 左右的硅双极等平面结构晶体管

本文叙述了 npn 等平面结构的微波晶体管的制造过程和性能。制造过程包括用高压水汽选择氧化实现等平面结构、亚微米光刻、杂质分布的恰当控制等。并对一些有关问题作了讨论。在2GHz 下,已作出了噪声系数≤1.5dB,相应功率增益为≥9dB 的晶体管。     

一款适用于WCDMA标准的大动态范围SiGe HBT可变增益放大器设计

第三代移动通信标准WCDMA要求放大器增益可调,并且增益动态范围较大.根据这一要求给出了一种基于SiGe HBT具有高动态范围的可变增益放大器(VGA)设计.放大器为三级级联结构,第一级为输入缓冲级,第二级为增益控制级,最后为放大级.VGA的增益控制通过调整第二级的偏置实现.VGA在1.95 GHz频率下,在0～2.7 V增益控制电压变化下,具有44 dB增益变化范围,最大增益49 dB.在最大增益处最小噪声系数为2.584 dB,输入输出电压驻波比低于2,性能良好.     

MBE生长的具有高β,f_T,和f_(max)值的Si/SiGe HBT

Si/SiGe异质结双极晶体管(HBT)已通过采用MBE生长一完整的层结构而制作成功。典型的基区杂质浓度为2×10~(19)cm~(-3),这远远地超过发射区的杂质浓度,结果薄层电阻为1kΩ/□左右。器件显示500V Early电压,室温下最大的电流增益为550,77K下上升到13000。制作在掩埋层衬底上的器件,其f_(max)为40GHz,这是已报道的Si/SiGe HBT的最大值。特征频率达42GHz,这是采用MBE生长的这类晶体管的最高值。     

应用于软件无线电中的宽频带LNA的设计研究

文章描述了一种可应用于软件无线电接收机的射频(RF)前端,频率范围在800MHz到2GHz,特征频率为96GHz的宽带低噪声放大器(LNA)的设计。该设计采用微带线和微波晶体管器件,并使用MATLAB进行了仿真,结果表明其功率增益可达10dB,噪声系数(NF)在0.5dB以下。     

5~6GHz自适应线性化偏置的InGaP/GaAs HBT功率放大器

针对高质量无线局域网的传输需求,设计了一款工作在5~6 GHz的宽带磷化镓铟/砷化镓异质结双极型晶体管(InGaP/GaAs HBT)功率放大器芯片。针对HBT晶体管自热效应产生的非线性和电流不稳定现象,采用自适应线性化偏置技术,有效地解决了上述问题。针对射频系统的功耗问题,设计了改进的射频功率检测电路,以实现射频系统的自动增益控制,降低功耗。通过InGaP/GaAs HBT单片微波集成电路(MMIC)技术实现该功率放大器芯片。仿真结果表明,功放芯片的小信号增益达到32 dB;1 dB压缩点功率为28.5 dBm@5.5 GHz,功率附加效率PAE超过32%@5.5 GHz;输出功率为20 dBm时,IMD3低于-32 dBc。