作为在CMOS工艺与Ga As上价格与性能折衷的工艺,SiGe HBT(Hetrojunction bipolar transistor,HBT)工艺具有非常优良的应用前景。该工艺结合射频应用,依靠高性能的器件可设计出多种射频通信电路,其中以低噪声放大器电路(Low noise amplifier,LNA)最具代表性。作为接收机最前端的核心电路,低噪声放大器需要在增益、匹配、噪声系数和线性性能之间进行多种折衷,该电路性能的优良与否决定了接收机的整体性能。而针对目前热门研究的X,Ku波段接收机和更高频率的微波级电路,该电路的研发难度更大。本文对SiGe HBT晶体管的模型和LNA电路做了较为深入的研究,其中的主要创新有:分析了SiGe HBT的工艺特性以及双极型晶体管小信号模型,提出SiGe Hicum器件主要噪声贡献源,并在此基础上分析双端口网络在电路噪声方面的应用,同时针对电路级网络提出噪声优化方法。针对SiGe HBT工艺,在双极型晶体管小信号基础上提出了SiGe工艺下的小信号模型,并结合物理模型应用Hicum模型提出SiGe晶体管的噪声模型,基于对双端口网络分析基础提出多端口噪声网络分析理论,该理论可应用在电路级分析上,不局限于单器件晶体管分析,为低噪声放大器设计提出扎实的理论指导。分析了SiGe低噪声放大器的几个重要指标:输入匹配、增益平坦度以及线性特性。设计出一四阶片上滤波匹配网络,对该结构的电路优化使得输入匹配和噪声性能达到最佳折中。在增益平坦方面,分析了匹配与网络噪声相关问题,并采用片上电感补偿以及零极点方法,设计出一四阶6~14GHz低噪声放大器,该电路增益仅有0.4dB的波动。根据增益分配原理分配优化了各级增益,避免了单级增益过冲效应以及线性性能恶化,同时电路在输入端还采用了并联-并联负反馈结构,确保输入匹配,该电路在第三级通过电感引入一个额外的零点,来补偿极点滚降,同时采用的局部负反馈和整体负反馈这一思想实现通带噪声平坦,增益平坦、频带展宽等特性。针对SiGe器件线性度差这一问题,根据晶体管弱非线性模型,提出利用双极型晶体管的非线性模型,结合Volterra级数进行单级SiGe低噪声放大器线性性能优化的方法,并根据维塔里序列提出线性度的分析方法,并量化出各个参数在线性度方面的贡献,使得双极LNA在超宽频下具有-7.7dBm的IIP3性能。设计UWB频带和X,Ku波段的超宽带SiGe低噪声放大器。对UWB系统的LNA在噪声平坦方面做了研究,提出基于品质因子优化方式的噪声平坦化方法。而对X,Ku波段低噪声放大器的电路设计工作中则更侧重于完整的设计流程,对相应电路的输入匹配、增益以及线性度和噪声分别提出分析和优化方法,同时提出射频版图的常见问题及优化方法,在电路设计、优化的基础上提出高频电路的测试方法,对射频电路的测试方法流程加以详述,对结果进行分析讨论,着重论述S参数测量,噪声测量以及线性度测量。该LNA在应用频带可实现16dB的增益以及4dB以下的噪声系数,而1dB压缩点也实现了-18dBm。针对镜频抑制型接收机,设计两款适用于不同应用频带的SiGe具有镜频抑制功能的低噪声放大器结构。其中,K频带的低噪声放大器采用的无源滤波结构实现了33.6dB的镜频抑制比和19d B的增益;第二款低噪声放大器则通过片上有源镜频滤波器实现了33dB的镜频抑制比,具有很好的实用性和理论指导意义。本文较为详细和完备地讲述了SiGe HBT低噪声放大器的设计流程与设计方法,通过多种实例详细地从理论和设计方面阐述了电路设计工作。在增益、匹配、线性度和噪声等指标方面均通过实例加以分析和说明,为LNA电路设计提供重要的理论指导和设计思路。