SiGeHBT射频有源电感设计与优化

"本文主要探讨了基于SiGeHBT（Silicon Germanium Heterojunction Bipolar Transistor）的射频有源电感设计，通过采用晶体管内部的本征电容来合成电感，实现了减小片上无源电感面积的目标。文章介绍了有源电感的基本原理和设计方法，特别关注了SiGeHBT技术在射频电路中的应用，以解决传统无源电感面积大、品质因数Q低的问题。作者设计并分析了四种不同组态的有源电感电路结构，并对性能较好的一种进行了深入讨论。最后，这些设计通过Jazz 0.35μm SiGeBiCMOS工艺在射频仿真软件ADS中得到验证。" 本文的核心知识点包括： 1. **有源电感**：有源电感是一种利用有源器件（如跨导运算放大器）和电容组合，模拟电感特性的电路。在高频和射频电路中，有源电感能提供更好的性能，尤其是在减小芯片面积方面。 2. **回转器**：回转器是实现有源电感的关键，它能将电压转化为电流，从而利用晶体管的本征电容合成电感。回转器通常由晶体管构成，其端口连接电容可形成有源电感。 3. **SiGeHBT技术**：SiGeHBT是硅锗异质结双极型晶体管，它结合了硅和锗的优点，适合于射频和微波应用，因为它具有高速度、高增益和低噪声特性，同时兼容成熟的硅工艺，降低了成本，适合大规模生产。 4. **有源电感的电路结构**：有源电感可以通过正、负跨导放大器与负载电容的不同组合，构建正阻抗和负阻抗的有源电感。跨导值（gm）和电容值（C）决定了电感值（L）。 5. **双极型晶体管的组态**：文章提到双极型晶体管的共发射极、共基极和共集电极三种基本组态，每种组态又有输入和输出两种连接方式，总共六种连接方式。不同组态下的导纳参数不同，可以用来优化有源电感的性能。 6. **设计验证**：使用Jazz 0.35μm SiGeBiCMOS工艺，通过射频仿真软件ADS对设计进行了验证，这一步骤对于确保电路在实际工作条件下的性能至关重要。 7. **优势与应用**：基于SiGeHBT的有源电感设计相比传统的无源电感，能显著减少芯片面积，降低成本，对射频集成电路的发展具有重要价值，特别是在无线通信、微波技术等领域。 本文深入研究了基于SiGeHBT的射频有源电感设计，提供了一种有效解决射频电路中无源电感问题的方法，并通过实验验证了设计的有效性，对于射频集成电路的微型化和高性能化有着积极的推动作用。