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正文摘录:

2007年第4期总第243型元三级微波宽带低噪声放大器的设计赵翔，张庆中，向旺(电子科技大学微电子与固体电子学院mt)11成都610054)摘要：介绍了SiGe异质结晶体管的特点和微波宽带低噪声放大器的设计理论；设计了一个采用SiGe异质结晶体管2sc5761的两级微波宽带低噪声放大器电路，并对电路的各项指标进行了优化设计；运用candence软件对电路进行了DRC，LVS验证。在0.5～6GHz得到12dB以上的增益和不足2.5dB的噪声系数，及优良的线性度。关键词：异质结晶体管；微波；宽带；低噪声放大器中图分类号：TN722.3文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)04—017—02DesignofMicrowaveWidebandLowNoiseAmplifierwithThreeStagesZHAOXiang，ZHANGQingzhong，XIANGWang(MicroelectronicsandSolid—StateElectronicsInstitute.UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu，610054.China)Abstract..ThecharacteristicofSiGeHBTofLNAandthetheoryofdesignofmicrowavewidebandLNAisfirstlypresen—ted.ThenthesimulatingandoptimizingofitsindexbymakinguseoftheSiGebipolartransistornamedNEC2sc5761isillumi—nated.Atlast，thecircuitaboutDRCandLVSisvalidatedthroughcandencesoftware.Wegetaflatgainofmorethan12dBandalownoiseoflessthan2.5dBfrom0.5tO6GHz.Thecircuithasgoodlinearityperformaeeaswell.Keywords：HBT；microwave；wideband；lownoiseamplifier1引言低噪声放大器(LNA)应用于通讯、雷达、电子对抗、遥测遥控、射电天文、大地测绘、微波通信、电视以及各种高精度的微波测量系统中的。LNA在接收机系统中位于前端，主要作用是接收微弱的信号，而且要降低噪声干扰。因此，LNA的设计对整个接收机的性能至关重要，他直接影响整机性能，尤其是接收机灵敏度。国内对LNA的研究与制造相对比较落后，尤其是高端产品，尚未掌握规模生产技术，完全依赖进口来满足国内市场的需求。传统的单级I.NA在一定的功耗下，对于带宽和噪声这两个指标往往难以兼顾。2SiGe异质结晶体管(HBT)的特点SiGeHBT与SiBJT相比，最大的不同点在于结两端的材料不同，因此禁带宽度不同。对于在Si衬底上生长的应变SiGe合金，两者之间的禁带宽度变化主要表现为价带的不连续。在EB结正偏的情况下，发射区电子注入到基区需要越过的势垒与BJT相比基本不变，因而比基区空穴注入到发射区需要越过的势垒低，这就使发射结的发射效率得到极大的提高，为设计器件结构提供了更大的自收稿日期t2006—07—07由度。在保证电流增益的条件下，可以大幅度地提高基区掺杂浓度并减少基区厚度，解决了特征频率与基区电阻之间的矛盾，即可以在提高特征频率的同时减小基区电阻，从而减小器件的热噪声。器件的最高震荡频率也可以得到提高。因此SiGeHBT与siBJT相比具有频率高、速度快、噪声低和电流增益大等明显的优势。从材料选取的角度上来看，虽然GaAs器件具有频率高、速度快的特点，适合于微波频段下的应用，但是其制造成本高、热导率差、机械强度低，因而不适合大规模集成。SiGe器件则不仅具有比Si器件频率高、速度快、噪声低和电流增益高的优点，而且在工艺上与Si器件相容，因而具有Si器件的低成本。所有这些表明SiGe器件将具有广阔的前景。3微波宽带低噪声放大器的设计理论3.1放大器的稳定性稳定性是微波宽带I，NA设计所必须考虑的，其主要表现为对放大器震荡的抑制性，电路必须满足绝对稳定情况。微波晶体管稳定性的必要条件是“’：K—型号爿要’i丑业＞，㈩B一1+lS，。J。一JS。。f。一I△l。＞0(2)A—S11S22一Sl2S21(3)17