Ka波段GaAs PHEMT單片低噪聲放大器研究.pdf

1、隨著毫米波技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的通信和雷達(dá)系統(tǒng)被設(shè)計工作在毫米波頻段，這就對毫米波集成接收前端以及毫米波單片集成電路(MMIC)有大量的需求。毫米波低噪聲放大器(LNA)是毫米波集成接收前端的核心器件，它的噪聲系數(shù)基本上決定了整個接收前端的噪聲性能。本課題即是為研制Ka波段單片集成低噪聲放大器而開展的。 本文設(shè)計的MMIcLNA選擇0.15μmPHEMT(pseudomorphichighelectron-mobilityt

2、ransistor)低噪聲工藝線，采用了四級共源放大的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以獲得高增益，每一級放大器針對不同的設(shè)計目標(biāo)設(shè)計成各自帶有輸入、輸出T型匹配網(wǎng)絡(luò)的單級放大器。為了實現(xiàn)優(yōu)良的電路性能，本文采用如下設(shè)計： 1.采用四級級聯(lián)放大技術(shù)實現(xiàn)了26.5±2dB增益的Ka波段單片LNA。 2.在每級放大器源極串接微帶負(fù)反饋電路以同時實現(xiàn)輸入共軛匹配和噪聲匹配，提高了增益，減少了噪聲，保證了穩(wěn)定性。 3.采用自給偏置電路供電，只需

3、要對漏極供電VDS，減少了供電電源數(shù)目；同時將偏置電路和匹配電路用一個并聯(lián)分支線來實現(xiàn)，減小了芯片面積、降低成本和體積。 4.采用兩個Langecoupler構(gòu)成平衡式結(jié)構(gòu)，提高了輸出功率，改善了駐波性能，提高了穩(wěn)定性。 加工制作的LNA芯片面積為3.85mm×1.9mm，采用模塊法進(jìn)行測試，在33.5-36.5GHz頻率范圍內(nèi)，實現(xiàn)增益26.5±2dB，噪聲系數(shù)低于3.5dB，輸入、輸出回波損耗優(yōu)于-8dB，在中心頻率