基于硅基工艺的微波高动态范围接收芯片技术研究

发布时间：2023-04-19 22:54

　　雷达和卫星通信中,高集成度、高动态范围的接收芯片占有重要地位。接收前端各模块的噪声性能和线性度是影响接收系统动态范围的关键。本文基于硅基双极互补金属氧化物半导体(Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor,BiCMOS)工艺设计了 Ku波段接收前端电路。在此研究基础之上,采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺设计了 Ka 波段接收前端电路。具体内容如下:设计了一款基于BiCMOS工艺的低噪声放大器。针对低噪声与高增益难以共同实现的问题,采用了源级反馈技术,实现在15～18 GHz范围内增益大于13.5 dB,噪声系数低于3 dB,输出1dB压缩点大于13.3 dBm的良好性能。同样工艺下,设计了应用于混频器后级的驱动放大器。针对带宽较宽时匹配困难的问题,采用反馈技术和Q值约束匹配技术实现放大器增益大于11 dB,输出1dB压缩点大于11.3 dBm。两款放大器具有低噪声、高增益和高线性度的特性,可应用于高动态范围接收芯片前端。设计了一款基于BiCMOS工...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 国外研究动态
        1.2.2 国内研究动态
    1.3 本文内容及章节安排
第二章 接收芯片总体方案论证
    2.1 接收芯片方案研究
        2.1.1 前端芯片主要技术指标研究
        2.1.2 BiCMOS芯片架构分析及指标分解
        2.1.3 CMOS接收芯片前端指标
    2.2 BiCMOS工艺器件模型概述
        2.2.1 有源器件模型
        2.2.2 无源器件模型
    2.3 CMOS工艺器件模型概述
        2.3.1 有源器件模型
        2.3.2 无源器件模型
    2.4 本章小结
第三章 BiCMOS放大器设计
    3.1 放大器主要性能指标研究
        3.1.1 回波损耗
        3.1.2 增益
        3.1.3 线性度
        3.1.4 噪声系数
        3.1.5 稳定性
    3.2 低噪声放大器设计
        3.2.1 器件选择与电路拓扑分析
        3.2.2 噪声与增益的匹配分析
        3.2.3 射极反馈技术和并联补偿技术
            3.2.3.1 射极反馈技术
            3.2.3.2 并联补偿技术
        3.2.4 电路仿真
    3.3 驱动放大器设计
        3.3.1 器件选择与电路拓扑分析
        3.3.2 并联反馈技术
        3.3.3 宽带匹配分析
        3.3.4 仿真结果
    3.4 本章小结
第四章 BiCMOS混频器和级联电路设计
    4.1 混频器设计
        4.1.1 混频器主要技术指标研究
        4.1.2 混频器选型研究
        4.1.3 平衡-非平衡转换电路研究
        4.1.4 混频器整体设计与仿真
    4.2 接收芯片完整电路设计
        4.2.1 级联电路仿真
        4.2.2 级联电路测试
    4.3 本章小结
第五章 CMOS低噪声放大器设计
    5.1 器件选择与电路拓扑
        5.1.1 MOSFET噪声分析
        5.1.2 晶体管工作点的优化
    5.2 偏置电路设计与仿真
        5.2.1 偏置电路设计
        5.2.2 偏置电路仿真
    5.3 低噪声放大器仿真
    5.4 本章小结
第六章 全文总结
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3794373