CMOS及SiGe HBT LNA研究設計.pdf

1、傳統(tǒng)的低噪聲放大器由于應用需求，多工作在射頻接收機前端。目前有關這類低噪聲放大器的研究成果較多，而應用在非射頻段的低噪聲放大器卻受到較少關注，因此對其進行補充研究是有意義的。
　　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計。采用CMOS工藝設計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。設計主要包括低噪聲單轉雙電路、共模反饋電路、放大電路以及偏置電路。設計目標是在低頻條

2、件下完成較低的等效輸入噪聲，電路主要是從模塊結構選擇與改進和電路參數(shù)上進行優(yōu)化。在理論上，主要涉及噪聲分析以及減小噪聲的相關方法，得出了增加輸入晶體管跨導以及減小非輸入晶體管跨導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論。在電路設計方面，主要采用低噪聲單轉雙電路以及差分電路進行信號處理;增加ESD保護電路，防止上電時芯片損壞。在版圖設計上，采用深N阱等技術減小噪聲耦合干擾。采用SiGe BiCMOS工藝設計了低溫讀出電

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