采用增強(qiáng)型GaAs贗配高電子遷移率晶體管（PHEMT）工藝,設(shè)計了一款具有超低噪聲系數(shù)、低功耗的放大器芯片。采用電流復(fù)用型共源結(jié)構(gòu),源極加入負(fù)反饋電感,輸入級采用低損耗的片外匹配結(jié)構(gòu),降低了噪聲系數(shù),提高了增益。采用有源偏置電路,提高了芯片電流一致性。設(shè)計過程中對封裝管殼、鍵合絲等建模仿真,增益、噪聲等測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。該芯片采用4.0 mm×4.0 mm×0.8 mm扁平無引線封裝,芯片直流功耗僅為36 mW,在衛(wèi)星導(dǎo)航工作頻段內(nèi)增益大于30 dB,噪聲系數(shù)小于0.55 dB。該芯片具有噪聲性能好、功耗低、增益高等優(yōu)點,可以用于各類GPS和衛(wèi)星導(dǎo)航終端。 

【文章來源】：半導(dǎo)體技術(shù). 2020,45(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

LNA電路結(jié)構(gòu)示意圖

有源放大電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,選取足夠大的L1,在工作頻段內(nèi),將E1漏極與E2源極的射頻信號隔開,使E1的輸出信號通過C1耦合到E2的柵極,E2的源極通過Cs2射頻接地。因此該結(jié)構(gòu)可以簡化為兩級放大電路:輸入級和輸出級。輸入級和輸出級復(fù)用一路電流,在工作頻段,兩級放大電路的有源器件等效電路均為共源放大級。輸入級電路采用源極電感負(fù)反饋結(jié)構(gòu),放大管是E1,在E1源端引入片上負(fù)反饋電感。輸入級等效電路如圖3所示,圖中Lg為輸入寄生電感,Cgs為柵源寄生電容,Vgs為柵源偏壓,gm為有源器件跨導(dǎo)。對等效電路圖進(jìn)行分析,可以得到輸入阻抗(Zin)為[10]

式中s為復(fù)頻率。由式(1)可以看出,Ls在電路匹配中起到了非常重要的作用,通過調(diào)節(jié)Ls的值,可為輸入級提供具有正實部的阻抗,減少輸入端口的回波損耗。輸出級電路采用了共源級負(fù)反饋結(jié)構(gòu),該電路中,E2源極通過Cs2射頻接地,Cs2采用片上電容實現(xiàn),受限于片上電容面積,Cs2為有限的電容值,電路的低頻穩(wěn)定性較差,因此需要采取在漏柵之間增加電阻反饋和在柵極串聯(lián)電阻等手段提高輸出放大級的穩(wěn)定因子,最終提高兩級級聯(lián)電路的穩(wěn)定性,實現(xiàn)高增益的LNA設(shè)計。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3510062