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。     

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。     

基于0.1-μm GaAs pHEMT工艺的最小噪声系数3.9 dB的66~112.5 GHz低噪声放大器

本文基于0.1-μm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管（GaAs pHEMT）工艺,研制了一款覆盖整个W波段的宽带低噪声放大器。提出了一种由双并联电容组成的旁路电路,能够提供宽带射频接地,减小了级间串扰,利于实现宽带匹配。采用双谐振匹配网络实现了宽带的输入匹配和最佳噪声匹配。实测结果显示,最大增益在108 GHz处达到20.4 dB,在66~112.5 GHz范围内,小信号增益为16.9~20.4 dB。在90 GHz处,实测噪声系数为3.9 dB。实测的输入1-dB压缩点在整个W波段内约为-12 dBm。     

0.15μm Y型栅高In沟道GaAs PHEMT低噪声器件设计

设计了一种GaAs PHEMT低噪声器件。通过电子束直写手段实现了0.15μm Y型栅,对栅型优化以减小器件栅电阻和栅寄生电容。采用高In含量的沟道设计以改善沟道电子输运特性,采用InGaAs/GaAs复合帽层以改善欧姆接触特性,并通过低噪声工艺流程制作了4×50μm GaAs PHEMT器件。测试结果表明,器件fT达到80GHz,在10GHz处最小噪声系数小于0.4dB,相关增益大于10dB。对于0.15μm栅长GaAs PHEMT器件来说,这是很好的结果。     

DC-40 GHz光通信系统用GaAs PHEMT驱动放大器。

利用0.2μmGaAsPHEMT工艺研制了40Gb/s光通信系统中的光调制器驱动放大器。该放大器芯片采用有源偏置的七级分布放大器结构,工作带宽达到40GHz,输入输出反射损耗约-10dB,功率增益14dB,功耗700mW,最大电压输出幅度达到7V。两级芯片级连后,功率增益约27dB,在40Gbit/s速率下得到清晰的眼图。     

一款Ku 波段GaAs PHEMT 低噪声放大器

面向微波毫米波低噪声放大电路对高性能低噪声放大器件的需求,进行0. 15 μm 栅长GaAs PHEMT低噪声器件制备工艺的开发,在制备工艺中采用了欧姆特性优异的复合帽层欧姆接触、低寄生电容的介质空洞栅结构以及高击穿电压的双槽结构。在此基础上实现了一款性能优异的Ku 波段低噪声放大电路,电路在Ku 频段全频带(14 ~18 GHz)内实现了优良的性能,其噪声系数小于1. 3 dB,增益大于17 dB。电路采用5 V 电源供电,功耗为250 mW,芯片面积为2 mm×1. 6 mm;这款性能优异的Ku 频段低噪声放大器特别适用于高信噪比要求的卫星通信等应用。     

5~6 GHz限幅低噪声放大器的研制

采用GaAs增强型pHEMT工艺,将限幅器和低噪声放大器集成在同一衬底,设计了一款用于5~6 GHz的限幅低噪声放大器。限幅器采用PIN二极管进行设计,低噪声放大器采用并联负反馈、源级电感负反馈以及电流复用结构,减小功耗的同时改善了增益平坦度和稳定性。测试结果表明,在工作频带内,限幅低噪声放大器的增益为27±0.2 dB,噪声系数为1.1~1.3 dB,总功耗为240 mW,耐功率大于46 dBm(2 ms脉宽,30%占空比),芯片尺寸为3.3 mm×1.3 mm。     

1GHz 2μm双极低噪声放大器设计

给出了采用2μm双极工艺实现对1GHz低噪声放大器进行设计的具体方案。并用Ansoft公司的Designer软件进行了设计仿真，利用该方案设计的放大电路十分简单，可满足一定增益（8 dB）且其起伏度小于0.5dB．同时，该放大器的噪声也很低．在1GHz时．其带宽在100MHz内的噪声小于0.75dB。     

基于0.25μm GaAs PHEMT工艺的32GHz毫米波单片功率放大器

设计、制造和测试了基于0.25μm栅长GaAs工艺的32GHz毫米波单片功率放大器.该功率放大器采用三级放大,工作电压为6V,工作电流为600mA.带内最大小信号增益为17.4dB,在32GHz具有0.5W的饱和功率输出.     

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。     

宽带GaAs PHEMT VCO设计

分析了宽带VCO的设计原理,阐明了设计步骤,采用双变容二极管的新型结构设计了2～4GHz、4～7GHz、7～12GHz和12～18GHz四个宽带GaAsVCO芯片以完全覆盖2～18GHz频段。仿真结果表明本文设计的VCO具有频带宽、负载牵引小、结构简单的特点,有很好的应用价值。     

0.18μm CMOS 3.1-10.6GHz超宽带低噪声放大器设计

介绍了一种基于0.18μm CMOS工艺、适用于超宽带无线通信系统接收前端的低噪声放大器.在3.1～10.6GHz的频带范围内对它仿真获得如下结果:最高增益12dB;增益波动小于2dB;输入端口反射系数S11小于-10dB;输出端口反射系数S22小于-15dB;噪声系数NF小于4.6dB.采用1.5V电源供电,功耗为10.5mW.与近期公开发表的超宽带低噪声放大器仿真结果相比较,本电路结构具有工作带宽大、功耗低、输入匹配电路简单的优点.     

使用Lange 耦合器的24-40GHz平衡式低噪声放大器设计

使用0.15 um pHEMT工艺,设计了一种基于Lange耦合器的全集成的宽带（24－40GHz）的平衡式低噪声放大器。在文中提出了一种低损耗、高耦合的Lange耦合器的新的设计方法,适合于微波宽带应用。所设计的Lange耦合器在22GHz到42GHz的一个宽频段内,最小损耗为0.09dB,而最大损耗也只有0.2dB。测试结果表明,用这种Lange耦合器实现的四级平衡式低噪声放大器在24－40GHz的频段内,噪声系数低于2.7dB,最大增益达到30dB,而且同时得到了非常良好的驻波比性能,输入、输出驻波比分别小于1.45dB和1.35dB。     

基于0.18μm CMOS工艺的3.1~10.6GHz超宽带LNA设计

本文基于特许0.18μm CMOS工艺,提出了一种新型的低复杂3.1~10.6GHz超宽带LNA电路,它由两级简单的放大器通过级间电感连接构成。第一级放大器使用电阻电流复用结构和双电感退化技术来达到宽带输入匹配和低噪声性能,第二级放大器使用带电感峰值技术的共源级放大器来同时达到高平坦增益和好的宽带性能。测试结果表明,在3.1~10.6GHz频段内,提出的超宽带LNA的最大功率增益为15.6dB,S12为-45dB,输入输出隔离度小于-10dB,噪声系数NF为2.8~4.7dB,在6GHz时的输入三阶交调点IIP3为-7.1dBm。芯片在1.5V电源电压下,消耗的功率为14.1mW,芯片总面积为0.8mm0.9mm。     

低功耗2.4GHz 0.18μm CMOS全集成低噪声放大器设计

我们利用0.18μm CM O S工艺设计了低噪声放大器。所有电感采用片上螺旋电感,全集成在单个芯片上,并实现片内50Ω匹配。本次电路设计分析采用ADS仿真软件,电源电压1V,工作电流8mA,增益为15.4dB,噪声系数2.7dB,线性度指标IIP 3为-0.6dB。结论是CM O S工艺在工艺和模型方面的改进,使得CM O S RF电路设计更为精确,可集成度更高。     

60GHz高增益宽带单片集成低噪声放大器

基于0.15μm GaAs pHEMT工艺,设计和制作了一款宽带单片集成低噪声放大器.放大器设计采用四级级联的拓扑结构以获得高增益.芯片尺寸2mm×lmm.实测性能指标为:工作频段45～65GHz,增益18±1.5dB,输入驻波比小于3,输出驻波比小于2.3,直流功耗96mW.在增益、带宽和功耗上达到国际现有产品指标.该芯片可被应用于60GHz宽带无线通信系统.     

S波段PHEMT单片低噪声放大器

采用 PHEMT结构实现小电流、驻波性能优异的单片 S波段低噪声放大器。利用 HPIC- CAP软件系统提取 PHEMT管芯的 EEHEMT1模型参数 ,并结合 HP- EEsof Series IV软件的优化设计 ,及 Cadence L ayout版图设计 ,最终在 76 mm的 MBE圆片上实现了单片电路。该单片在无任何调配的情况下 ,成功地应用于单片接收机前端中     

60GHz高增益宽带单片集成低噪声放大器

基于0.15μm GaAs pHEMT工艺,设计和制作了一款宽带单片集成低噪声放大器.放大器设计采用四级级联的拓扑结构以获得高增益.芯片尺寸2mm×lmm.实测性能指标为:工作频段45～65GHz,增益18±1.5dB,输入驻波比小于3,输出驻波比小于2.3,直流功耗96mW.在增益、带宽和功耗上达到国际现有产品指标.该芯片可被应用于60GHz宽带无线通信系统.     

2.8～4.2GHz MMIC低噪声放大器

报道了基于0.25μm GaAs PHEMT工艺的2.8～4.2GHz MMIC低噪声放大器,详细介绍和分析了低噪声放大器的器件基础和设计原理,设计采用源极串联电感负反馈方法使输入阻抗共轭匹配和最小噪声匹配趋于一致,偏置网络采用自偏置栅压、单电源供电,并用ADS软件仿真。电路评估板选用Rogers RO4350B,在2.8～4.2GHz频段内测得增益大于20dB、增益平坦度小于2.5dB、噪声系数小于2.3dB、输入输出驻波比小于2.0。     

8～20GHz宽带单片低噪声放大器

介绍了一种8～20 GHz单片低噪声放大器的研制过程。本电路采用两级放大拓扑,自偏置结构。采用串联负反馈技术降低噪声系数和输入驻波比,采用负反馈技术扩展带宽和提高动态范围。电路设计基于Agilent ADS微波设计环境,并进行版图电磁场验证以提高设计的准确率。芯片在0.25μm GaAs PHEMT工艺线上加工制作。测试结果表明,在8～20 GHz频率范围内,增益大于13 dB(正斜率),噪声系数小于3 dB,输入输出驻波比小于2∶1,1 dB压缩输出功率典型值为15 dBm,单电源5 V供电,电流小于90 mA。芯片面积为1.72 mm×1.35 mm。该芯片可广泛应用于各种微波系统。