一种SiGe BiCMOS宽带低噪声放大器设计

2022-02-13郭斐，梁煜，张为，杨雪

西安电子科技大学学报 2022年6期

关键词：方法

郭斐，梁煜，张为，杨雪

(天津大学微电子学院，天津 300072)

主流的宽带LNA采用共发射极(Common Emitter，CE)结构与共基共射(Cascode)结构，其优势在于宽频带和高稳定性，但增益平坦度和阻抗匹配较差。目前提出的带宽拓展技术[4-6]，如带通滤波器匹配结构[7-8]、电阻反馈式结构[9-11]与分布式结构等[12-13]，主要在工作带宽、噪声系数与芯片面积等方面进行折中考虑。其中，带通滤波器匹配网络可实现较宽带宽的输入输出阻抗匹配，但无源匹配网络中的电感面积较大，增加了芯片面积；电阻反馈式结构可改善带内增益平坦度，但由于反馈电阻引入热噪声，增大了LNA的输入等效噪声；分布式结构可工作于超宽频带并具有稳定的增益，但一般为多级级联结构，芯片功耗高、面积大。

笔者提出了一种在超宽工作频带内实现较低的噪声、较好宽带匹配以及适中面积的LNA结构。该结构利用硅锗异质结双极晶体管(SiGe Heterojunction Bipolar Transistor，SiGe HBT)的密勒电容，令负载网络直接参于输入匹配，可去除基极电感，降低输入端无源器件引入的噪声。相较于传统的输入噪声与功率同时匹配的方法，该结构不仅实现了宽带阻抗匹配，还消除了基极电感的寄生效应对LNA噪声系数的影响，且在频带内具有较为平坦的增益，对扩展LNA的工作带宽有重要意义。