DC～70GHz GaAs超宽带放大器MMIC

基于90 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺研制了一款DC～70 GHz超宽带放大器单片微波集成电路(MMIC)。采用6级共源共栅结构，拓展了超宽带放大器MMIC的带宽，提高了其增益。在共源共栅PHEMT之间引入一条调谐微带线作为调谐电感，改善了超宽带放大器MMIC的增益平坦度。在片测试结果表明，该放大器MMIC在DC～70 GHz内，小信号增益大于8.3 dB,增益平坦度典型值为±1 dB,饱和输出功率大于13 dBm。在50 GHz以下噪声系数小于5 dB,在70 GHz的噪声系数为8.5 dB。该放大器MMIC的工作电压为8 V,电流为70 mA,包含射频压点与直流压点的芯片尺寸为1.39 mm×1.11 mm。     

2～18 GHz GaAs超宽带低噪声放大器MMIC

基于90 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计并制备了一款2～18 GHz的超宽带低噪声放大器(LNA)单片微波集成电路(MMIC)。该款放大器具有两级共源共栅级联结构，通过负反馈实现了超宽带内的增益平坦设计。在共栅晶体管的栅极增加接地电容，提高了放大器的高频输出阻抗，进而拓宽了带宽，提高了高频增益，并降低了噪声。在片测试结果表明，在5 V单电源电压下，在2～18 GHz内该低噪声放大器小信号增益约为26.5 dB,增益平坦度小于±1 dB,1 dB压缩点输出功率大于13.5 dBm,噪声系数小于1.5 dB,输入、输出回波损耗均小于-10 dB,工作电流为100 mA,芯片面积为2 mm×1 mm。该超宽带低噪声放大器可应用于雷达接收机系统中，有利于接收机带宽、噪声系数和体积等的优化。     

0.6～18.0 GHz超宽带低噪声放大器MMIC

基于0.15μm GaAs E-pHEMT工艺设计并制备了一款0.6～18.0 GHz的低噪声放大器单片微波集成电路。该放大器使用一级共源共栅结构,通过负反馈实现宽带的匹配设计。同时在共栅晶体管栅极增加到地电容,共源管和共栅管漏极增加峰化电感,以提高高频增益,扩展带宽,改善噪声。常温在片测试结果表明,在3.3 V单电源供电下,0.6～18.0 GHz频带内该款低噪声放大器噪声系数典型值1.5 dB,小信号增益约15 dB,增益平坦度小于±0.9 dB,输入、输出电压驻波比典型值分别为1.7和1.8,1 dB压缩点输出功率典型值14 dBm,功耗72.6 mW,芯片面积1.5 mm×1.2 mm。     

一种2.2~4 GHz高增益低噪声放大器

采用0.25 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(pHEMT)工艺,设计并实现了一种应用于5G通信2.2~4 GHz频段的高增益共源共栅低噪声放大器(LNA)。通过将并联RC负反馈与共栅接地电容结合,不使用源极电感,实现了宽带高增益的LNA设计。测试结果表明,2.2~4 GHz频段增益大于24 dB,输出3阶互调(OIP3)为28 dBm,噪声系数(NF)小于0.78 dB,功耗为190 mW,芯片面积为(810×710) μm²。综合指标(FOM)为14.4 dB,与同类LNA相比具有一定的优势。     

基于数字修调技术的宽带高增益运算放大器

设计了一种基于数字修调技术的宽带高增益运算放大器,介绍了宽带高增益放大器在高速跟踪保持电路中的应用.该运算放大器采用两级放大电路-共源共基和共源共栅结构实现.基于0.35 μm BiCMOS工艺仿真验证,运放开环增益大于60 dB,单位增益带宽大于2.1 GHz,输出摆幅可达1.5 V.     

S 频段pHEMT 双通道低噪声放大器芯片的设计

采用GaAs 0.13μmp HEMT MMIC流片工艺设计和制作了一种S频段双通道低噪声放大器芯片,芯片内部集成了两个低噪声放大器通道、一级单刀双掷(SPDT)开关和一个晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平转换电路。低噪声放大器电路采用一级共源共栅场效应管(Cascode FET)结构实现,使其具有比单管更高的增益,简化了芯片拓扑,降低了芯片设计难度。经流片测试,在1.9~2.1GHz的工作频带内,芯片噪声系数优于1.4dB,增益大于22.5dB,输入驻波优于1.8,输出驻波优于1.4,输出1dB压缩点(P1dB)为10dBm。大量芯片样本在片测试统计数据表明该低噪声放大器成品率大于90%,性能指标优于目前同类商业芯片指标。     

基于GaAs pHEMT的1.0～2.4 GHz放大衰减多功能芯片

基于0.25 μm GaAs赝高电子迁移晶体管(pHEMT)工艺,研制了一种1.0～2.4 GHz的放大衰减多功能芯片,该芯片具有低噪声、高线性度和增益可数控调节等特点。电路由第一级低噪声放大器、4位数控衰减器、第二级低噪声放大器依次级联构成,同时在片上集成了TTL驱动电路。为获得较大的增益和良好的线性度,两级低噪声放大器均采用共源共栅结构(Cascode)。测试结果表明,在1.0～2.4 GHz频带范围内,该芯片基态小信号增益约为36 dB,噪声系数小于1.8 dB,输出1 dB压缩点功率大于16 dBm,增益调节范围为15 dB,调节步进1 dB,衰减RMS误差小于0.3 dB,输入输出电压驻波比小于1.5。其中放大器采用单电源+5 V供电,静态电流小于110 mA,TTL驱动电路采用-5 V供电,静态功耗小于3 mA。整个芯片的尺寸为3.5 mm×1.5 mm×0.1 mm。     

应用于S波段的高线性低噪声放大器

采用E-mode 0.25um GaAs pHEMT工艺,2.0mm × 2.0mm 8-pin双侧引脚扁平封装,设计了一款应用于S波段的噪声系数低于0.5dB的低噪声放大器。通过采用共源共栅结构、有源偏置网络和多重反馈网络等技术改进了电路结构,该放大器具有低噪声,高增益,高线性等特点,是手持终端应用上理想的一款低噪声放大器。测试结果表明在2.3-2.7GHz内,增益大于18dB,输入回波损耗小于-10dB,输出回波损耗小于-16dB,输出三阶交调点大于36dB。     

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。     

基于GaAs pHEMT工艺的S波段高增益驱动放大器的设计研究

本文介绍了一种基于砷化镓赝配高电子迁移率晶体管(GaAs pHEMT)工艺的S波段高增益单片微波驱动放大器(Drive Amplifier, DA)。该放大器采用了基于负反馈技术的共源共栅(Cascode)放大器驱动共源放大器的双级放大结构,可以实现良好的功率增益和高线性度特性。本文采用0.5 μm GaAs pHEMT工艺验证了该设计方法的可行性。实测结果显示,在5 V供电时,该DA在2.5-4.2 GHz频带内其小信号增益(S21)为26 dB,输入回波损耗(S11)小于-7.5 dB,输出回波损耗(S22)小于-6.5 dB,输出三阶交调点(OIP3)为30.5 dBm,饱和输出功率(Psat)为26.5 dBm,最大功率附加效率(PAE)为25%。该芯片面积为1.3 mm2。该芯片实测结果可以满足5G无线通讯系统中Sub-6G频段的典型驱动功率放大的指标要求,具有广泛的市场应用前景。     

一种用于采保电路的宽带高增益放大器的设计

分析了跨导运算放大器的电路结构,采用两级放大电路,考虑到全差分结构中要使用共模反馈,用共源共基和共源共栅电路来实现电路的设计.同时对部分性能指标进行了优化,其中包括增益非线性引入的误差和不完全建立误差.设计了一种宽带高增益跨导放大器,利用0.35 μm Bi CMOS工艺条件下,Spectre仿真得到运算放大器的开环增益大于60 dB,单位增益带宽可达2.1 GHz,输出摆幅能达到1.5 V.     

一种3.1~10.6GHz超宽带低噪声放大器设计

设计了一种基于TSMC 0.13μm CMOS工艺,用于3.1～10.6GHz带宽的CMOS低噪声放大器。输入级采用共栅极结构,在宽频带内能较好地完成输入匹配。放大级采用共源共栅结构,为整个电路提供合适的增益。输出则采用源极输出器来进行输出匹配。使用ADS2006软件进行设计、优化和仿真。仿真结果显示,在3.1GHz～10.6GHz带宽内,放大器的电源电压在1.2V时,噪声系数低于2.5dB,增益为20.5dB,整个电路功耗为8mW。     

1GHz 0.5μm CMOS低噪声放大器的设计

从低噪声放大器(LNA)的设计原理出发,提出并设计了一种工作于1GHz的实用LNA.电路采用共源-共栅的单端结构,用HSPICE软件对电路进行分析和优化.模拟过程中选用的器件采用TSMC 0.5μm CMOS工艺实现.模拟结果表明所设计的LNA功耗小于15mW,增益大于10dB,噪声系数为1.87dB,IIP3大于10dBm,输入反射小于-50dB.可用于1GHz频段无线接收机的前端.     

0.18μm CMOS可编程增益放大器

介绍了一种基于0.18μm CMOS工艺,应用于5 GHz无线局域网(WLAN)的可编程增益放大器(PGA)。该PGA采用分级可选放大器的系统结构,核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成。为消除工艺角偏差对增益精度的影响,设计中加入了增益微调的机制。后仿真结果表明:PGA电压增益可在0 dB到41 dB之间以1 dB步长变化,双端输出的电压摆幅为1 Vp-p,并具有大于10 MHz的-3 dB带宽和小于21.1 mW的静态功耗。     

0．18um CMOS可编程增益放大器

介绍了一种基于0．18umCMOS工艺，应用于5GHz无线局域网（WLAN）的可编程增益放大器（PGA）。该PGA采用分级可选放大器的系统结构，核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成。为消除工艺角偏差对增益精度的影响，设计中加入了增益微调的机制。后仿真结果表明：POA电压增益可在0dB到41dB之间以1dB步长变化，双端输出的电压摆幅为1Vpp，并具有大于10MHz的-3dB带宽和小于21．1mW的静态功耗。     

基于0.18 μm CMOS工艺的2.4/5.2 GHz双频段LNA的设计

采用0.18 μm CMOS工艺,实现了双频段低噪声放大器设计.通过射频选择开关,电路可以分别工作在无线局域网标准802.11g规定的2.4 GHz和802.11a规定的5.2 GHz频段.该低噪声放大器为共源共栅结构,设计中采用了噪声阻抗和输入阻抗同时匹配的噪声优化技术.电路仿真结果表明:在2.4 GHz频段电路线性增益为15.4 dB,噪声系数为2.3 dB,1 dB压缩点为-12.5 dBm,IIP3为-4.7 dBm;5.2 GHz频段线性增益为12.5 dB,噪声系数为2.9 dB,1 dB压缩点为-11.3 dBm,IIP3为-5.5 dBm.     

一种CMOS卫星导航接收机多模低噪声放大器设计

本文介绍了一种用于卫星导航接收机中的多模低噪声放大器模块的设计.采用主流CMOS工艺,对源极负反馈的共源共栅放大器的放大管栅源两极间增加可调电容、调整偏置电压、共用片外匹配以及调整输出电感的方法,实现多个频点的噪声和功率匹配.采用TSMC 0.18μm 1P4M射频CMOS工艺进行流片验证,在1.207GHz到1.575GHz频段多个频点处的可获得17.3dB到18.5dB增益,在1.8V工作电压下,噪声系数均小于1.8dB,工作电流均小于3.6mA,完全满足接收机的应用.     

一种0.13 μm CMOS K波段宽带功率放大器

基于0.13 μm CMOS工艺,采用多频点叠加的方式,设计了一种K波段宽带功率放大器。输入级采用晶体管源极感性退化方式,实现了宽带输入匹配。驱动级采用自偏置共源共栅放大器,为电路提供了较高的增益。输出级采用共源极放大器,保证电路具有较高的输出功率。后仿真结果表明,在26 GHz处,该功率放大器的增益为22 dB,－3 dB带宽覆盖范围为22.5~30.5 GHz,输出功率1 dB压缩点为8.51 dBm,饱和输出功率为11.6 dBm,峰值附加功率效率为18.7%。     

基于级间电容抵消技术的74~88 GHz高性能CMOS LNA设计北大核心

采用55 nm CMOS工艺,面向毫米波雷达应用,设计了一款74~88 GHz高性能CMOS低噪声放大器(LNA)。该LNA应用共源共栅结构,为了改善噪声系数、提高稳定性增益,采用级间寄生电容抵消的电感反馈共栅短接技术和基于反相双圈耦合的等效跨导增强技术。和传统共栅短接技术相比,级间寄生电容抵消的电感反馈共栅短接技术改善噪声系数1.58 dB,提高稳定性增益7.67 dB。芯片测试结果表明,LNA峰值增益为17.1 dB,最小噪声系数为6.3 dB,3 dB带宽为14 GHz(74.8~88.8 GHz),在78 GHz中心频率处输入1 dB压缩点(IP1dB)为-10.2 dBm,功耗为102 mW。     

5.8GHz低噪声放大器的设计与优化

设计了一种低压、低功耗、输出阻抗匹配稳定的CMOS差分低噪声放大器.基于源极电感负反馈共源共栅结构,提出了基于MOS管中等反型区最小化Vdd·Id的方法,以优化功耗.在共栅晶体管处并联正反馈电容,以提升电路增益.对电路的噪声系数、输出阻抗稳定性、芯片面积等也进行了优化.仿真结果表明,当电源电压为1V,工作频率为5.8 GHz时,设计的低噪声放大器的噪声系数为1.53 dB,输入回波损耗为-22.4 dB,输出回波损耗为-24.6 dB,功率增益为19.2dB,直流功耗为4.6 mW.