【摘 要】
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随着现代通信技术的飞速发展和市场需求的不断提高,对射频接收机的性能提出了更高要求。对于接收机中的射频电路模块而言,噪声是一个非常重要的指标。低噪声放大器作为接收机的
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随着现代通信技术的飞速发展和市场需求的不断提高,对射频接收机的性能提出了更高要求。对于接收机中的射频电路模块而言,噪声是一个非常重要的指标。低噪声放大器作为接收机的第一级其性能直接影响整机性能。
本文分别介绍3.0~3.5 GHz和57~64 GHz两个频段的SiGe BiCMOS低噪声放大器的设计。首先介绍低噪声放大器设计的基本射频理论知识;接下去介绍SiGe BiCMOS工艺的基本知识,着重介绍SiGe异质结晶体管(SiGe HBT)模型的噪声、增益、线性度等特性:然后对低噪声放大器常用结构的噪声、线性度、增益进行分析;最后介绍两种低噪声放大器的结构选择、匹配方法、优化设计以及电路仿真和版图绘制。
用于S波段雷达接收机的SiGe BiCMOS低噪声放大器采用三级设计,前级采用BiFET结构,以提供较好的噪声和线性度;后级采用简单的共射极结构以满足线性度的要求。此低噪声放大器的设计直流功耗为150mW,工作频段内的输入匹配S<,11><-20dB,输出匹配S<,22><-12dB,增益S<,21>达到32.5dB,输出P<,1dB>>10dBm,噪声系数.NF<1.5dB。
用于60GHz无线个域网(Wireless Personal Area Network.WPAN)的57~64 GHz SiGeBiCMOS低噪声放大器采用片上螺旋电感元件设计。电路采用共发共基结构,电路的功耗为14mW,在57~64GHz工作频率范围内,增益为11dB,输入匹配S<,11><-12dB,输出匹配S<,22><-12dB,输出P<,1dB>>-4dBm,NF<7dB。
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