CMOS及SiGe HBT LNA研究設(shè)計(jì).pdf

1、傳統(tǒng)的低噪聲放大器由于應(yīng)用需求，多工作在射頻接收機(jī)前端。目前有關(guān)這類低噪聲放大器的研究成果較多，而應(yīng)用在非射頻段的低噪聲放大器卻受到較少關(guān)注，因此對其進(jìn)行補(bǔ)充研究是有意義的。
　　本文分別使用0.18μm CMOS工藝和SiGe BiCMOS工藝完成兩款低噪聲放大器芯片設(shè)計(jì)。采用CMOS工藝設(shè)計(jì)了常溫下讀出電路中的低噪聲放大器，順利完成流片和測試。設(shè)計(jì)主要包括低噪聲單轉(zhuǎn)雙電路、共模反饋電路、放大電路以及偏置電路。設(shè)計(jì)目標(biāo)是在低頻條

2、件下完成較低的等效輸入噪聲，電路主要是從模塊結(jié)構(gòu)選擇與改進(jìn)和電路參數(shù)上進(jìn)行優(yōu)化。在理論上，主要涉及噪聲分析以及減小噪聲的相關(guān)方法，得出了增加輸入晶體管跨導(dǎo)以及減小非輸入晶體管跨導(dǎo)可減小電路中的熱噪聲，增大輸入晶體管面積以降低閃爍噪聲的結(jié)論。在電路設(shè)計(jì)方面，主要采用低噪聲單轉(zhuǎn)雙電路以及差分電路進(jìn)行信號處理;增加ESD保護(hù)電路，防止上電時(shí)芯片損壞。在版圖設(shè)計(jì)上，采用深N阱等技術(shù)減小噪聲耦合干擾。采用SiGe BiCMOS工藝設(shè)計(jì)了低溫讀出電

3、路中的低噪聲放大器，完成后仿真驗(yàn)證。為了保持溫度下降過程中電路的增益，在電路結(jié)構(gòu)上控制放大管和負(fù)載管的電流比。受仿真環(huán)境限制，仿真溫度設(shè)置在-40°附近，該電路將送到4.3K溫度下完成相關(guān)測試。
　　使用SiGe BiCMOS工藝實(shí)現(xiàn)的低溫低噪聲放大器，在TT工藝角下，后仿真結(jié)果表明:在-40°時(shí)等效輸入噪聲為1.9nVrms/√Hz，在430KHz到1.1GHz頻段可以實(shí)現(xiàn)20.4dB增益，同時(shí)輸入阻抗在1.1KΩ。