砷化镓(GaAs)基单片微波集成电路性能优异、可靠性高,得到广泛应用。微波成像、无线通信、雷达探测、射电天文等领域的迅速发展,对微波电路的小型化、高性能、低功耗等方面的要求不断提高。单片低噪声放大器(LNA)作为接收机的第一级有源电路,其性能对接收机的噪声和灵敏度至关重要。本文对工艺模型进行了研究,并对电感、电容进行模型参数提取和验证。在模型研究的基础上,利用0.18μm砷化镓PHEMT工艺,设计了一款Ku波段单片低噪声放大器,该LNA为三级级联拓扑结构。采用自偏置技术,以方便芯片测试及使用。低噪放第一级采用源极负反馈技术,使最佳噪声阻抗和输入共轭匹配阻抗更接近,同时提高电路的稳定性。低噪放后两级采用并联反馈技术,以改善低噪放的增益平坦度。电路的输入匹配网络满足最佳噪声匹配并保证良好的端口驻波比,级间匹配网络将前级的输出与后级的输入直接匹配,有效减小了芯片面积,输出匹配网络将输出级匹配到50欧姆,以利于芯片在模块中使用。文中用到的无源器件模型研究方法及电路设计技术可为LNA设计提供参考。版图仿真结果表明,在12-18 GHz频段内,该LNA噪声系数低于2.2 dB,增益为25.7±0.5 dB,输入输出驻波比小于1.8,以上指标可满足点对点通信、相控阵雷达等应用。