SiGe HBT低噪声放大器设计：噪声抵消与有源匹配

"该文章是2012年12月发表在北京工业大学学报上的一篇工程技术论文，主要介绍了基于Jazz 0.35μm SiGe工艺设计的有源匹配SiGe HBT低噪声放大器。设计目标是满足2G、3G和WIMAX通信标准，通过巧妙的电路设计实现了输入和输出的有源阻抗匹配，同时采用了噪声抵消技术来降低噪声系数，以提升放大器的性能。该放大器在0.6至3GHz的工作频带内具有17.8至19.2dB的增益，并且在整个频段内保持无条件稳定。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **SiGe HBT工艺**：SiGe（Silicon-Germanium）异质结双极型晶体管是一种混合材料的半导体器件，它结合了硅和锗的优点，提供了高速、低功耗和高频率性能，常用于微波和射频应用，如低噪声放大器。 2. **有源匹配**：在本文中，通过选择适当的晶体管结构和偏置电流，实现输入和输出的有源阻抗匹配。这种匹配方法可以优化信号传输效率，提高放大器的增益和稳定性，而无需使用大的电感，从而减小了芯片的尺寸。 3. **噪声抵消**：由于共基极晶体管的噪声系数相对较高，设计中采用了噪声抵消结构来减少其引入的噪声。噪声抵消技术是一种主动降低噪声的方法，通过设计电路结构，使得噪声源产生的噪声互相抵消，从而提高整体系统的噪声性能。 4. **低噪声放大器**：低噪声放大器（LNA）是通信系统中的关键组件，它的主要任务是在接收端放大微弱的信号，同时保持低噪声水平，以确保信号质量。本文设计的LNA在指定频带内具有良好的增益和增益平坦度，这意味着在整个工作频率范围内，放大器的增益变化不大，有利于保持信号的稳定传输。 5. **芯片面积优化**：未使用大型电感元件，使得芯片面积大大减小，仅为0.33 mm x 0.31 mm，包括焊盘在内。这在微电子设备中非常重要，因为更小的芯片意味着更高的集成度和更低的成本。 6. **工作频带和稳定性**：LNA在0.6至3GHz的宽频率范围内工作，增益稳定在17.8至19.2dB，且在整个频段内无条件稳定，这意味着无论工作频率如何变化，放大器都能保持稳定的工作状态，不会出现自激或不稳定现象。 7. **应用标准**：该设计适用于2G、3G和WIMAX通信标准，覆盖了广泛的移动通信和无线网络需求，显示出其在实际应用中的广泛适应性。 这篇论文展示了在微波和射频领域，如何通过优化SiGe HBT工艺的特性，实现高效、低噪声的放大器设计，对于理解和改进射频前端设计具有重要的参考价值。