隨著無線技術(shù)邁入5G時(shí)代,新一代高性能射頻收發(fā)系統(tǒng)提出更苛刻的要求,在高增益低噪聲系數(shù)的基礎(chǔ)上,由于低噪聲放大器位于整個(gè)射頻系統(tǒng)最前端,其性能的好壞直接整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)以及接收靈敏度,是射頻系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部分之一。本論文主要介紹了運(yùn)用GaAs pHEMT工藝設(shè)計(jì)了一款工作在Sub 6G頻段的低噪聲放大器。首先,闡述了低噪聲放大器的一些理論,針對(duì)本次課題結(jié)合常見的電路結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了兩種電路結(jié)構(gòu)。運(yùn)用共源共柵結(jié)構(gòu)以得到較高的增益,在共源共柵的基礎(chǔ)上對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)高增益平坦度、低噪聲系數(shù)以及寬帶的需求。其次,針對(duì)功耗問題,引入了電流復(fù)用結(jié)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,得到了低功耗的電路實(shí)現(xiàn)方式。最后,為滿足LTE通信需要,設(shè)計(jì)并優(yōu)化了偏置電路關(guān)斷功能也即Shutdown模式,大幅提高了關(guān)斷以及開啟時(shí)間。在ADS仿真軟件下,優(yōu)化得到版圖,并對(duì)其進(jìn)行EM仿真,最后經(jīng)過流片驗(yàn)證兩種結(jié)構(gòu)放大器均滿足指標(biāo)要求,工作在Sub 6G,駐波均在-10dB以下,實(shí)現(xiàn)了典型增益在16dB左右,獲得了高的增益平坦度（帶內(nèi)2dB左右）,小的噪聲系數(shù)以及良好的Shutdown工作模式。在低噪聲放大器的設(shè)計(jì)中,其各項(xiàng)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商通信頻段由于國(guó)外半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展歷史比較久遠(yuǎn)，其低噪聲放大器的發(fā)展也比國(guó)內(nèi)更

第二章低噪聲放大器理論7第二章低噪聲放大器基本理論2.1二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)于整個(gè)射頻系統(tǒng)來說，系統(tǒng)器件的組成很大一部分是以線性元器件為基礎(chǔ)構(gòu)成的，這就是說在一定頻率以及功率內(nèi)，輸入、輸出信號(hào)幅值之間呈現(xiàn)的是線性關(guān)系，輸出信號(hào)隨著輸入信號(hào)線性增加的。通常將S參數(shù)表征這種線性關(guān)系，換言之，S參數(shù)可以用來表征二端口網(wǎng)絡(luò)的線性性質(zhì)[5]。S參數(shù)又常被稱之為散射參量，它是關(guān)聯(lián)起入射波與反射波的橋梁；而且還關(guān)聯(lián)著功率的傳輸，故S參數(shù)是一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)十分重要的參數(shù)。下面圖2-1所示的就是最為典型的二端口網(wǎng)絡(luò)，其中V1+和V1-代表著1端口的入射波電壓以及反射波電壓，而V2+和V2-則代表著2端口的入射波和反射波電壓。圖2-1二端口網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)端口的入射波和反射波電壓線性關(guān)系如下：+212+111-1VS+VS=V(2-1)+222+121-2VS+VS=V(2-2)S11、S12、S21、S22就是前面提到的S參數(shù)，其具體定義如下：01112-1|VVVS表示為輸出端口接匹配負(fù)載，輸入端反射系數(shù)；02112-2|VVVS表示為輸出端口接匹配負(fù)載，正向的傳輸系數(shù)；01221-1|VVVS表示為輸入端口接匹配負(fù)載，反向的傳輸系數(shù)；022212|VVVS表示為輸入端口接匹配負(fù)載，輸出端反射系數(shù)[6]。根據(jù)上面公式有S11等于Γin、S22等于Γout，所以Γin代表著輸出端接匹配負(fù)載時(shí)輸入端口的反射系數(shù)，同理得到Γout的定義。在任意負(fù)載阻抗以及源阻抗下，

第二章低噪聲放大器理論9率也將更高。由于反射系數(shù)與S11緊密相關(guān)，因此也可以使用S11來表示VSWR：||1|S|11111SVSWR(2-6)2.3二端口噪聲模型對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的噪聲性能進(jìn)行衡量時(shí)，常常用到了噪聲因子F的概念，它的定義如下：噪聲功率輸入噪聲源引起的輸出總的輸出噪聲功率F通過對(duì)噪聲因子F的定義可以得到，一個(gè)系統(tǒng)的噪聲因子與系統(tǒng)總的輸入輸出噪聲功率有關(guān)，為了評(píng)估輸入噪聲對(duì)于電路的影響，引入了二端口噪聲網(wǎng)絡(luò)模型來對(duì)噪聲加以論述：圖2-2二端口網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)于圖2-2所示的二端口網(wǎng)絡(luò)模型，我們用一個(gè)外部的噪聲源代替電路內(nèi)部存在的所有噪聲的影響。圖2-3含噪聲的二端口網(wǎng)絡(luò)模型由圖2-3所示，二端口網(wǎng)絡(luò)變成了無噪聲的網(wǎng)絡(luò)，所有的內(nèi)部噪聲都轉(zhuǎn)化為了外部噪聲為對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的輸入，通過這種方式，我們可以很快計(jì)算出該二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù),同時(shí)，還有另外一個(gè)更為簡(jiǎn)單而且有效的方法，通過計(jì)算二端口

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