毫米波单片低噪声放大器的研制 - 东南大学学报.PDFVIP

第４０卷第３期 东南大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．３ 　 ２０１０年５月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｍａｙ２０１０ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１０．０３．００３ 毫米波单片低噪声放大器的研制 严苹苹　 陈继新　 洪　伟 （东南大学毫米波国家重点实验室，南京２１００９６） 摘要：采用ＯＭＭＩＣ０１８ ｍＧａＡｓｐＨＥＭＴ工艺，研制了两级和三级２种毫米波单片低噪声放 μ 大器．以最小噪声度量为设计依据，通过适当提高偏置电流的方法改善毫米波频段的增益，使得 放大器在保持噪声系数较小的同时获得较高的增益．两级低噪声放大器采用串联负反馈结合并 联负反馈的结构，可以获得比较平坦的增益；三级低噪声放大器采用三级相似的串联负反馈结构 级联，可以紧凑结构、在相同的芯片尺寸下获得较高的增益，２种低噪声放大器芯片的尺寸均为 １５ｍｍ×１．０ｍｍ．测试结果表明，在２８～４０ＧＨｚ频段内，两级低噪声放大器增益最大为１５４ ｄＢ、噪声系数最小为３２ｄＢ；三级低噪声放大器增益最大为２４８ｄＢ、噪声系数最小为２７３ｄＢ， 达到预期目标． 关键词：低噪声放大器；砷化镓；毫米波；噪声系数 中图分类号：ＴＮ７２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１０）０３０４４９０５ Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ＹａｎＰｉｎｐｉｎ　 ＣｈｅｎＪｉｘｉｎ　 ＨｏｎｇＷｅｉ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅｓ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ（ＬＮＡ）ａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｗｉｔｈａｎ ＯＭＭＩＣ０１８ ｍＧａＡｓｐＨＥＭＴ（ｐｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｎｍｏｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ μ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｍｉｎｉｍｕｍｎｏｉｓｅｍｅａｓｕｒｅ，ａｎｄａｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｂｉａｓｃｕｒｒｅｎｔｉｓ ａｄｏｐｔｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｇａｉｎ．ＴｈｕｓｔｈｅＬＮＡｃａｎｏｂｔａｉｎｈｉｇｈｅｒｇａｉｎｗｈｉｌｅｋｅｅｐｉｎｇａｌｏｗｎｏｉｓｅｆｉｇｕｒｅ ａｔａｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄ．ＴｈｅｔｗｏｓｔａｇｅＬＮＡｕｓｅｓｓｅｒｉｅｓａｎｄｐａｒａｌｌｅｌｆｅｅｄｂａｃｋｉｎｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔｓｔａｇｅｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｆｌａｔｇａｉｎ．ＴｈｅｔｈｒｅｅｓｔａｇｅＬＮＡｕｓｅｓｔｈｒｅｅｓｅｒｉｅｓｆｅｅｄｂａｃｋｓｔａｇｅｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｈｉｇｈ ｇａｉｎｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｈｉｐｓｉｚｅ．ＴｈｅｃｈｉｐｓｉｚｅｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅＬＮＡｓａｒｅ１５ｍｍ×１．０ｍｍ．Ｉｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅｏｆ２８ｔｏ４０ＧＨｚ，ｔｈｅｔｗｏｓｔａｇｅＬＮＡａｃｈｉｅｖｅｓａｍａｘｉｍｕｍｇａｉｎｏｆ１５４ｄＢａｎｄａｍｉｎｉｍｕｍ ｎｏｉｓｅｆｉｇｕｒｅｏｆ３２ｄＢ，ａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔａｇｅＬＮＡａｃｈｉｅｖｅｓａｍａｘｉｍｕｍｇａｉｎｏｆ２４８ｄＢａｎｄａｍｉｎｉ ｍｕｍｎｏｉｓｅｆｉｇｕｒｅｏｆ２７３ｄＢ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｓｃａｎｏｐｅｒａｔｅｗｅｌｌａｔ２８ｔｏ ４０ＧＨｚ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌ