8～20GHz宽带单片低噪声放大器

介绍了一种8～20 GHz单片低噪声放大器的研制过程。本电路采用两级放大拓扑,自偏置结构。采用串联负反馈技术降低噪声系数和输入驻波比,采用负反馈技术扩展带宽和提高动态范围。电路设计基于Agilent ADS微波设计环境,并进行版图电磁场验证以提高设计的准确率。芯片在0.25μm GaAs PHEMT工艺线上加工制作。测试结果表明,在8～20 GHz频率范围内,增益大于13 dB(正斜率),噪声系数小于3 dB,输入输出驻波比小于2∶1,1 dB压缩输出功率典型值为15 dBm,单电源5 V供电,电流小于90 mA。芯片面积为1.72 mm×1.35 mm。该芯片可广泛应用于各种微波系统。     

1～6GHz宽带低噪声放大器的研制

该放大器采用负反馈的设计原理，利用ＥＥＳＯＦ进行ＣＡＤ设计，选用噪声较小增益较高的日本ＦＵＪＩＴＵ公司的ＧａＡｓ晶体管（ＦＨＸ１４型）。通过主调试，解决了研制中两个难题，即多级级联与稳定性和可靠性难题，从而使该放大器达到满意的性能指标。     

2.0～3.5 GHz单路宽带低噪声放大器

使用微波仿真软件ADS设计了一款用于2.0³.5 GHz无线通信的宽带低噪声放大器。匹配网络采用微带线,减小了分立元件的寄生效应。详细阐述了提高放大器稳定性的方法,实现了PHEMT放大器在全频段的稳定性,并分析了源极反馈电感对放大器性能的影响。在2.03.5 GHz无线通信的宽带低噪声放大器。匹配网络采用微带线,减小了分立元件的寄生效应。详细阐述了提高放大器稳定性的方法,实现了PHEMT放大器在全频段的稳定性,并分析了源极反馈电感对放大器性能的影响。在2.0³.5 GHz频段内,放大器增益为12 dB左右,增益平坦度为0.23 dB,最大噪声系数为2.8 dB,输入输出驻波比小于2,三阶输出截点值OIP3大于35.5 dBm。设计的放大器可以用于无线通信的前段中。     

0.8～8.5 GHz宽带单片低噪声放大器

利用负反馈放大器设计原理,采用GaAs PHEMT工艺技术,设计制作了一种微波宽带GaAs PHEMT低噪声放大器芯片,并给出了详细测试曲线.该放大器由两级组成,采用负反馈结构,工作频率0.8～8.5 GHz,整个带内功率增益19 dB,噪声系数1.55 dB,增益平坦度小于±0.7 dB,输入驻波比1.6,输出驻波比1.8,1 dB压缩点输出功率大于10 dBm,芯片内部集成偏置电路,单电源 5 V供电,芯片具有良好的温度特性.该芯片面积为2.5 mm × 1.2 mm.     

0.1～6.0 GHz pHEMT达林顿放大器

采用栅长为0.25μm的增强型pHEMT工艺设计并制造了一款新型达林顿放大器芯片。该达林顿放大器第二级采用了共源共栅结构,引入了负反馈,并采用了有源偏置。在0.1～6.0 GHz范围内,小信号增益大于23dB,平坦度小于±1 dB,驻波小于2,噪声系数小于1.5 dB,输出1 dB压缩点大于21 dBm,输出三阶交调截断点大于34 dBm@1.8 GHz。所设计的共源共栅达林顿放大器具有较好的带宽和一致性等优点,适用于4G、5G通信系统以及雷达收发组件等。     

微波毫米波宽带单片低噪声放大器

推导了反馈电路理论,利用0.25μmGaAs PHEMT工艺,研制了两种并联反馈单片低噪声放大器。第一种放大器的工作频带为6～18GHz,测得增益G≥21dB,带内增益波动ΔG≤±1.0dB,噪声系数NF典型值为2.0dB,输入驻波VSWRin≤1.5,输出驻波VSWRout≤2.0,1分贝压缩点输出功率P1dB≥11dBm。第二种放大器的工作频带为26～40GHz,测得增益G≥17dB,噪声系数NF约为2.0dB,输入、输出驻波VSWR≤2.5,1分贝压缩点输出功率P1dB≥10dBm。两种电路的测试结果验证了设计的正确性。     

3～20GHz宽带行波低噪声放大器的设计

介绍了基于0.15μm GaAs pHEMT工艺设计的3～20GHz MMIC宽带行波低噪声放大器。在整个宽频带范围内实现了大于11.5dB的功率增益,增益平坦度1.5dB,小于4.2dB的噪声系数,以及良好的输入输出回波损耗。最大饱和输出功率达到21dBm。该4级级联行波放大器的芯片面积仅为1.5mm×1.5mm。     

宽带单片低噪声放大器

由电路和噪声基本定义出发,导出了二端口网络的噪声相关矩阵的转移表示式和导纳表示式.并推导了两个二端口网络的级联和并联后的噪声相关矩阵.然后在此基础上得出了并联反馈放大器的噪声参数(R_n,NF_min和Y_opt)和其S参数表达式.由此设计和制造了1~7GHz两级单片低噪声放大器.在工作频率1~7GHz内,测得增益G＞20dB,带内增益波动ΔG≤±0.75dB,噪声系数NF≤2.5dB,输入输出驻波VSWR≤2.0,1分贝压缩点输出功率P_1dB≥15dBm.测试结果验证了设计的正确性.     

1～4 GHz宽带低噪声放大器的设计

通过在两级级联放大器的后一级中采用负反馈网络来拓展放大器的工作频带,并在放大器的偏置网络中添加吸收回路来提高放大器的稳定性和改善其输入输出驻波比.利用ATF-54143设计了一款工作于1～4GHz的性能优良低噪声放大器(LNA).仿真结果显示,其增益G=21.3±0.35 dB,噪声系数NF≤1.2 dB,输入输出反射...     

毫米波大动态宽带单片低噪声放大器

利用0.25μmGaAsPHEMT低噪声工艺,设计并制造了2种毫米波大动态宽带单片低噪声放大器。第1种为低增益大动态低噪声放大器,单电源+5V工作,测得在26～40GHz范围内,增益G=10±0.5dB,噪声系数NF≤2.2dB,1分贝压缩点输出功率P1dB≥15dBm;第2种为低压大动态低噪声放大器,工作电压为3.6V,静态电流0.6A(输出功率饱和时,动态直流电流约为0.9A),在28～35GHz范围内,测得增益G=14～17dB,噪声系数约4.0dB,1分贝压缩点输出功率P1dB≥24.5dBm,最大饱和输出功率≥26.8dBm,附加效率约10%～13.6%。结果中还给出了2种放大器直接级联的情况。     

1～7GHz全单片低噪声放大器

一种性能优异的全单片宽带低噪声反馈放大器已研制成功。此两级放大器的特点是 ,性能稳定 ,频带宽 ,噪声低 ,增益高而平坦 ,可直接由 +5 V单电源供电 ,无需外加偏置电路 ,输入输出由 MIM电容隔直 ,使用方便。它由栅长为 0 .5 μm Ga As工艺制作而成 ,所有电路元器件皆集成在 3 .0 mm× 2 .0 mm的 Ga As衬底上。经测量 ,在频率 1～ 7GHz的范围内 ,放大器增益大于 2 0 d B,带内增益波动小于± 0 .75 d B,噪声系数 NF<2 .5d B,输入输出驻波 VSWR约 2 .0 ,1分贝压缩点输出功率大于 1 4d Bm。文中介绍了放大器的设计原理和工艺过程 ,并给出了测量结果。测量结果与设计符合得很好。最后值得指出的是 76mm Ga As圆片的成品率高 ,性能一致性好。     

2～6GHz全单片低噪声放大器

通讯系统、电子系统和高速光纤数据传输等都需要高性能的宽带低噪声放大器 ,如要求放大器稳定性高、增益平坦、输入输出驻波小和效率高。反馈放大技术克服了行波放大器和平衡放大器占用面积大、耗能大、研制费用高和效率低等缺点。南京电子器件研究所近来利用反馈技术研制出 2～ 6 GHz全单片低噪声放大器。该放大器采用 PHEMT背面通孔工艺 ,由两级内部级联而成 ,单电源供电 ,输入输出电容隔直 ,使用方便。电路中所有无源元件和有源器件 (包括偏置电路 )皆集成在 4 .0 mm× 2 .0 mm的 Ga As衬底上。设计前 ,进行了大量的基础研究工作 ,利…     

12～18GHz宽带功率低噪声固态放大器

研制开发了１２～１８ＧＨｚ宽带功率固态放大器。主要技术指标：工作频率为１２～１８ＧＨｚ，增益ＧＰ≥２５ｄＢ，输出功率ＰＯ≥４００ｍＷ，输入输出驻波比ＶＳＷＲ≤２．５∶１，噪声系数Ｆｎ≤６ｄＢ。     

GaAs pHEMT工艺6～18GHz有源倍频器MMIC

基于GaAs pHEMT工艺,设计了一个6～18 GHz宽带有源倍频器MM IC,最终实现了较高的转换增益和谐波抑制特性。芯片内部集成了输入匹配、有源巴伦、对管倍频器和输出功率放大器等电路。外加3.5 V电源电压下的静态电流为80 mA;输入功率为6 dBm时,6～18 GHz输出带宽内的转换增益为6 dB;基波和三次谐波抑制30 dBc。当输出频率为12 GHz时,100 kHz频偏下的单边带相位噪声为-143 dBc/Hz。芯片面积为1 mm×1.5 mm。     

5V单电源供电的低噪声宽带放大器

以单片机MSP430F449为控制核心,设计了一个5 V单电源供电的低噪声宽带放大器。采用单位增益稳定低噪声运放OPA820作为前级放大,高速运放THS3091作为末级放大,其中利用DC-DC变换器TPS61087将5 V电压转化为18 V从而为末级放大电路供电。此外,系统还采用12位高速A/D转换器ADS803实现了测量并数字显示放大器输出电压峰峰值的功能,测量误差小于5%。本系统最高电压增益达到43 dB,上限及下限截止频率达到15 MHz和20 Hz,在50Ω负载上,最大不失真输出电压峰峰值为4.2 V。系统的输出噪声小于200 mV。     

2～4GHz MMIC低噪声放大器

采用中国电子科技集团公司第十三研究所的GaAs PHEMT低噪声工艺,设计了一款2~4 GHz微波单片集成电路低噪声放大器(MMIC LNA)。该低噪声放大器采用两级级联的电路结构,第一级折中考虑了低噪声放大器的最佳噪声和最大增益,采用源极串联负反馈和输入匹配电路,实现噪声匹配和输入匹配。第二级采用串联、并联负反馈,提高电路的增益平坦度和稳定性。每一级采用自偏电路设计,实现单电源供电。MMIC芯片测试结果为:工作频率为2~4 GHz,噪声系数小于1.0 dB,增益大于27.5 dB,1 dB压缩点输出功率大于18 dBm,输入、输出回波损耗小于-10 dB,芯片面积为2.2 mm×1.2 mm。     

4～8GHz宽带单片集成低噪声放大器设计

基于0.15μm GaAs PHEMT工艺设计了一款C波段宽带单片集成低噪声放大器。电路由三级放大器级联而成,三级电路结构均使用电阻自偏压技术来实现单电源供电,它既可保证PHEMT管处于低噪声高增益的工作点,又可将所有元器件集成在单片GaAs衬底上,解决了供电复杂的问题。第三级电路采用了并联负反馈结构,降低了带内低频端...     

5～10 GHz MMIC低噪声放大器

采用稳懋公司150 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了一款5 ～ 10 GHz单片微波集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA).该LNA采用三级级联结构,且每一级采用相同的偏压条件,电路的低频工作端依靠电容反馈,高频工作端依靠电阻反馈调节阻抗匹配,从而实现宽带匹配,芯片面积为2.5 mm×1 mm.测试结果表明,工作频率为5～10 GHz,漏极电压为2.3V,工作电流为70 mA时,LNA的功率增益达到35 dB,平均噪声温度为82 K,在90％工作频段内输入输出回波损耗优于-15 dB,1 dB压缩点输出功率为10.3 dBm,仿真结果与实验结果具有很好的一致性.