毫米波硅基低噪声放大器的研究与设计

发布时间：2022-10-06 17:49

　　近年来,硅基工艺的发展为射频毫米波集成电路往低成本、高集成度的发展奠定了基础。而4G、5G的部署与发展吸引了大批人才,同时也为我国集成电路产业注入了新鲜血液。射频收发机作为通信系统中的硬件核心,其架构影响整个系统的功能与性能。低噪声放大器作为接收机的第一级放大电路,兼顾放大微弱信号的同时还需降低自身噪声对后级电路的影响,其性能将影响整个接收链路的灵敏度与噪声系数。由于硅基工艺技术的进步,晶体管的噪声性能与截止频率都得到了较大的改善,已经能够满足射频毫米波发展的需求。因此基于硅基工艺对毫米波低噪声放大器进行研究与设计也具有重要的意义。本文的绪论部分将对硅基工艺的低噪声放大器的研究背景与意义进行了阐述与说明,对国内外低噪声放大器的发展现状进行了调研与综述性概括。理论章节对无源器件与有源器件作了介绍与分析,并阐述了关于二端口网络分析的理论与方法;而后又对低噪声放大器的设计基础进行了介绍,包括性能、设计原理、传统结构与创新结构的介绍与分析等。本文介绍的第一款77GHz低噪声放大器基于130nm SiGe BiCMOS工艺进行设计与流片。该放大器由三级共基共射级电路构成,其主要目的是在76-81... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究发展历程及现状
    1.3 本文的主要工作与贡献
    1.4 本文的结构安排
第二章 器件基础与网络分析
    2.1 无源器件
        2.1.1 集成电容
        2.1.2 集成电感
    2.2 有源器件
        2.2.1 FET与 HBT的对比
        2.2.2 I-V特性
        2.2.3 射频电路的等效模型
    2.3 二端口网络分析
        2.3.1 二端口网络参数
        2.3.2 二端口网络稳定性
        2.3.3 二端口网络功率增益及其定义
        2.3.4 噪声
    2.4 本章总结
第三章 低噪声放大器设计基础
    3.1 低噪声放大器的性能和评价因子
    3.2 低噪声放大器设计原理
    3.3 低噪声放大器结构
        3.3.1 电感退化结构
        3.3.2 跨导增强和“噪声消除”结构
    3.4 本章总结
第四章 基于SiGe BiCMOS工艺77GHz低噪声放大器
    4.1 系统结构和设计指标
    4.2 电路结构和晶体管选择
    4.3 电路仿真
        4.3.1 HBT尺寸和偏置电流的确定
        4.3.2 偏置电路
        4.3.3 匹配网络
        4.3.4 版图设计与HFSS建模
    4.4 本章总结
第五章 基于CMOS工艺W波段低噪声放大器
    5.1 系统结构与性能指标
    5.2 电路结构和晶体管选择
    5.3 电路仿真方法
        5.3.1 MOSFET的尺寸和偏置的设定
        5.3.2 跨导增强型结构
        5.3.3 匹配网络
        5.3.4 偏置电路
        5.3.5 版图设计
    5.4 仿真与测试结果
        5.4.1 仿真结果
        5.4.2 测试结果
    5.5 本章总结
第六章 基于CMOS工艺5G频段宽带低噪声放大器
    6.1 设计理念与电路结构
    6.2 电路仿真方法
        6.2.1 MOSFET参数确定
        6.2.2 基于triple-coupled变压器结构的输出级
        6.2.3 匹配网络
        6.2.4 版图设计
        6.2.5 仿真与测试结果
    6.3 本章总结
第七章 总结与展望
    7.1 本文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]常用无线通信技术简介[J]. 陈高锋.  电脑知识与技术. 2012(05)



本文编号：3687106