GaAsHBT壓控振蕩器輻照噪聲研究.pdf

1、隨著個(gè)人移動(dòng)設(shè)備的不斷更新使得移動(dòng)通訊飛速發(fā)展，使得無(wú)線通訊越來(lái)越受到關(guān)注，與此相關(guān)的射頻電路也倍受關(guān)注。VCO是鎖相環(huán)中的主要構(gòu)成成分之一，是產(chǎn)生頻率的不可缺少的一部分，廣泛用于衛(wèi)星通信終端、手機(jī)、雷達(dá)、軍事通信系統(tǒng)、導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)、基站、數(shù)字無(wú)線通信、光發(fā)射機(jī)、光學(xué)多工器等電子系統(tǒng)中。而VCO中的相噪，作為度量其性能的必要特征，也受到越來(lái)越多的關(guān)注。VCO作為鎖相環(huán)中的重要構(gòu)成成分之一，其相噪確定了鎖相環(huán)的整體噪聲。因此對(duì)VCO噪聲的

2、研究也成為提升鎖相環(huán)質(zhì)量，進(jìn)而提升通訊系統(tǒng)質(zhì)量的重要一環(huán)。
　　與同質(zhì)結(jié)雙極型晶體管相比，異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管具有具有更為優(yōu)越的頻率特性。而作為異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管一員，GaAs HBT比Si具有除了臨界擊穿電場(chǎng)高、禁帶寬、熱導(dǎo)率高、本征溫度高、電子飽和速度高等特點(diǎn)，更具有較強(qiáng)的抗輻照性能，因而廣泛應(yīng)用與航天、軍事、核輻射等應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文采用ADS仿真工具對(duì)GaAs HBTVCO電路的輻照前后相噪進(jìn)行仿真。由于ADS中的G

3、aAs HBT小信號(hào)噪聲模型不夠精確導(dǎo)致VCO電路的相噪仿真不夠精確。為了解決這一問題必須建立精確的GaAs HBT小信號(hào)噪聲模型。首先通過(guò)采用解析模型方法建立了精確的GaAs HBT小信號(hào)模型。綜合考慮了基極、發(fā)射極、集電極的內(nèi)外電阻、基-射結(jié)電容、基-集結(jié)電容以及各個(gè)動(dòng)態(tài)電阻對(duì)小信號(hào)模型的影響，建立了GaAs HBT小信號(hào)模型。同時(shí)采用分層提取的參數(shù)提取方法，通過(guò)open和short結(jié)構(gòu)提取寄生參數(shù)；通過(guò)集電極開路的方法提取外參數(shù)；

4、通過(guò)分步提取方法提取本征參數(shù)。其次在GaAs HBT小信號(hào)模型的基礎(chǔ)上建立GaAs HBT小信號(hào)噪聲模型。本文采用傳統(tǒng)噪聲模型，考慮了影響器件高頻特性的熱噪聲和閃爍噪聲。在小信號(hào)模型的基礎(chǔ)上加入與各個(gè)電阻相關(guān)的熱噪聲和與各個(gè)電流相關(guān)的閃爍噪聲。該模型通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了其具有很好的精度，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
　　本文通過(guò)在VCO電路中加入先前確定的比較精確的GaAs HBT小信號(hào)噪聲模型，進(jìn)行相噪的仿真。首先對(duì)VCO電路進(jìn)行輻照之前的相噪仿真