本站原创摘 要：在TC 0.35um RF SiGe工艺上,完成了共源共栅结构两级S波段窄带LNA设计,并制作了版图且版图面积0.44mm2.窄带LNA采用2V电压供电.第一级偏置电流是3.6mA,第二级偏置电流是2.7mA.仿真结果为：在3GHz左右,S11参数小于-20dB,S22参数小于-10dB,噪声系数小于2.5dB,增益大于40dB.
关 键 词 ：LNA；匹配；共源共栅；SiGe
中图分类号：TN722.3
低噪声放大器（LNA）已经广泛应用于GPS接收机、雷达、电子对抗、大地测绘、遥感遥控、微波通信以及各种高精度的微波测量系统,是射频微波电路和系统不可或缺的组成部分.
1.低噪声放大器电路设计
1.1 低噪声放大器电路原理图
本文利用TC 0.35um RF SiGe工艺库,在cadence软件上设计了3GHz窄带两级低噪声放大器.
低噪声放大器原理图如图1所示,Cin和Cout是隔直流电容,Cin,Lb和Le构成了输入级的匹配,而Cox相当于增加了Q1的Cπ,在设计中使得输入匹配有了更多的自由度,且对噪声系数影响很小.但是由于起到了反馈的作用,故对增益有所降低,因此在设计中需要对其值进行折中考虑.
图1 窄带两级低噪声放大器原理图
Q1和Q2,Q3和Q4分别构成共源共栅（cascode）结构,通过级联联系起来.
1.2 cascode结构
双极晶体管一般在低噪声放大器中有共射、共集和共基三种接法,每种接法各有优缺点.共基级放大器输入阻抗低,在很高的频率上,一般具有宽带电流放大能力且线性度好,而共射级放大器输出电阻与集电极的电阻有关[1].综合考虑,本文中所采用的电路结构为共基和共射组成cascode结构一起使用.如图2所示.
2.结论
根据现实问题的应用需要,本文设计了一个S波段窄带低噪声放大器.针对具体指标性能的需求,文章首先分析了电路设计的一些问题,如主电路结构的选取、输入匹配、电路偏置等的设计,提出了用两级串联负反馈的cascode结构来设计该电路.