毫米波硅基低噪聲放大器的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-10-06 17:49
近年來,硅基工藝的發(fā)展為射頻毫米波集成電路往低成本、高集成度的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。而4G、5G的部署與發(fā)展吸引了大批人才,同時(shí)也為我國集成電路產(chǎn)業(yè)注入了新鮮血液。射頻收發(fā)機(jī)作為通信系統(tǒng)中的硬件核心,其架構(gòu)影響整個(gè)系統(tǒng)的功能與性能。低噪聲放大器作為接收機(jī)的第一級(jí)放大電路,兼顧放大微弱信號(hào)的同時(shí)還需降低自身噪聲對(duì)后級(jí)電路的影響,其性能將影響整個(gè)接收鏈路的靈敏度與噪聲系數(shù)。由于硅基工藝技術(shù)的進(jìn)步,晶體管的噪聲性能與截止頻率都得到了較大的改善,已經(jīng)能夠滿足射頻毫米波發(fā)展的需求。因此基于硅基工藝對(duì)毫米波低噪聲放大器進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)也具有重要的意義。本文的緒論部分將對(duì)硅基工藝的低噪聲放大器的研究背景與意義進(jìn)行了闡述與說明,對(duì)國內(nèi)外低噪聲放大器的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研與綜述性概括。理論章節(jié)對(duì)無源器件與有源器件作了介紹與分析,并闡述了關(guān)于二端口網(wǎng)絡(luò)分析的理論與方法;而后又對(duì)低噪聲放大器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行了介紹,包括性能、設(shè)計(jì)原理、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的介紹與分析等。本文介紹的第一款77GHz低噪聲放大器基于130nm SiGe BiCMOS工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)與流片。該放大器由三級(jí)共基共射級(jí)電路構(gòu)成,其主要目的是在76-81...
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作與貢獻(xiàn)
1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 器件基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)分析
2.1 無源器件
2.1.1 集成電容
2.1.2 集成電感
2.2 有源器件
2.2.1 FET與 HBT的對(duì)比
2.2.2 I-V特性
2.2.3 射頻電路的等效模型
2.3 二端口網(wǎng)絡(luò)分析
2.3.1 二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)
2.3.2 二端口網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性
2.3.3 二端口網(wǎng)絡(luò)功率增益及其定義
2.3.4 噪聲
2.4 本章總結(jié)
第三章 低噪聲放大器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3.1 低噪聲放大器的性能和評(píng)價(jià)因子
3.2 低噪聲放大器設(shè)計(jì)原理
3.3 低噪聲放大器結(jié)構(gòu)
3.3.1 電感退化結(jié)構(gòu)
3.3.2 跨導(dǎo)增強(qiáng)和“噪聲消除”結(jié)構(gòu)
3.4 本章總結(jié)
第四章 基于SiGe BiCMOS工藝77GHz低噪聲放大器
4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)指標(biāo)
4.2 電路結(jié)構(gòu)和晶體管選擇
4.3 電路仿真
4.3.1 HBT尺寸和偏置電流的確定
4.3.2 偏置電路
4.3.3 匹配網(wǎng)絡(luò)
4.3.4 版圖設(shè)計(jì)與HFSS建模
4.4 本章總結(jié)
第五章 基于CMOS工藝W波段低噪聲放大器
5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo)
5.2 電路結(jié)構(gòu)和晶體管選擇
5.3 電路仿真方法
5.3.1 MOSFET的尺寸和偏置的設(shè)定
5.3.2 跨導(dǎo)增強(qiáng)型結(jié)構(gòu)
5.3.3 匹配網(wǎng)絡(luò)
5.3.4 偏置電路
5.3.5 版圖設(shè)計(jì)
5.4 仿真與測試結(jié)果
5.4.1 仿真結(jié)果
5.4.2 測試結(jié)果
5.5 本章總結(jié)
第六章 基于CMOS工藝5G頻段寬帶低噪聲放大器
6.1 設(shè)計(jì)理念與電路結(jié)構(gòu)
6.2 電路仿真方法
6.2.1 MOSFET參數(shù)確定
6.2.2 基于triple-coupled變壓器結(jié)構(gòu)的輸出級(jí)
6.2.3 匹配網(wǎng)絡(luò)
6.2.4 版圖設(shè)計(jì)
6.2.5 仿真與測試結(jié)果
6.3 本章總結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 本文總結(jié)
7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]常用無線通信技術(shù)簡介[J]. 陳高鋒. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2012(05)
本文編號(hào):3687106
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作與貢獻(xiàn)
1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 器件基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)分析
2.1 無源器件
2.1.1 集成電容
2.1.2 集成電感
2.2 有源器件
2.2.1 FET與 HBT的對(duì)比
2.2.2 I-V特性
2.2.3 射頻電路的等效模型
2.3 二端口網(wǎng)絡(luò)分析
2.3.1 二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)
2.3.2 二端口網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性
2.3.3 二端口網(wǎng)絡(luò)功率增益及其定義
2.3.4 噪聲
2.4 本章總結(jié)
第三章 低噪聲放大器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3.1 低噪聲放大器的性能和評(píng)價(jià)因子
3.2 低噪聲放大器設(shè)計(jì)原理
3.3 低噪聲放大器結(jié)構(gòu)
3.3.1 電感退化結(jié)構(gòu)
3.3.2 跨導(dǎo)增強(qiáng)和“噪聲消除”結(jié)構(gòu)
3.4 本章總結(jié)
第四章 基于SiGe BiCMOS工藝77GHz低噪聲放大器
4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)指標(biāo)
4.2 電路結(jié)構(gòu)和晶體管選擇
4.3 電路仿真
4.3.1 HBT尺寸和偏置電流的確定
4.3.2 偏置電路
4.3.3 匹配網(wǎng)絡(luò)
4.3.4 版圖設(shè)計(jì)與HFSS建模
4.4 本章總結(jié)
第五章 基于CMOS工藝W波段低噪聲放大器
5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo)
5.2 電路結(jié)構(gòu)和晶體管選擇
5.3 電路仿真方法
5.3.1 MOSFET的尺寸和偏置的設(shè)定
5.3.2 跨導(dǎo)增強(qiáng)型結(jié)構(gòu)
5.3.3 匹配網(wǎng)絡(luò)
5.3.4 偏置電路
5.3.5 版圖設(shè)計(jì)
5.4 仿真與測試結(jié)果
5.4.1 仿真結(jié)果
5.4.2 測試結(jié)果
5.5 本章總結(jié)
第六章 基于CMOS工藝5G頻段寬帶低噪聲放大器
6.1 設(shè)計(jì)理念與電路結(jié)構(gòu)
6.2 電路仿真方法
6.2.1 MOSFET參數(shù)確定
6.2.2 基于triple-coupled變壓器結(jié)構(gòu)的輸出級(jí)
6.2.3 匹配網(wǎng)絡(luò)
6.2.4 版圖設(shè)計(jì)
6.2.5 仿真與測試結(jié)果
6.3 本章總結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 本文總結(jié)
7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]常用無線通信技術(shù)簡介[J]. 陳高鋒. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2012(05)
本文編號(hào):3687106
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3687106.html
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