一款适用于WCDMA标准的大动态范围SiGe HBT可变增益放大器设计

第三代移动通信标准WCDMA要求放大器增益可调,并且增益动态范围较大.根据这一要求给出了一种基于SiGe HBT具有高动态范围的可变增益放大器(VGA)设计.放大器为三级级联结构,第一级为输入缓冲级,第二级为增益控制级,最后为放大级.VGA的增益控制通过调整第二级的偏置实现.VGA在1.95 GHz频率下,在0～2.7 V增益控制电压变化下,具有44 dB增益变化范围,最大增益49 dB.在最大增益处最小噪声系数为2.584 dB,输入输出电压驻波比低于2,性能良好.     

GNSS接收机带有滤波功能可变增益放大器的设计

传统GNSS前端接收机系统中,可变增益放大器(VGA)不具备滤波功能,大多数选用片外滤波,这样系统增益和集成度降低,而系统集成的波器选频性能有限.为此,设计一种具有滤波功能的可变增益放大器,采用0.5 μm SiGe HBT工艺,可控增益单元与Gm-C滤波单元集成一体,并运用4晶体管回转器结构实现滤波.电路驱动电压为3.3 V,电流为11.7 mA,线性增益控制范围为-26～62 dB,且电压控制范围为0～1.8 V,最小增益下输入1 dB压缩点为-4 dBm.可变增益放大器电路不仅具备大的增益控制范围,而且中频46 MHz处滤波性能良好,提高芯片的集成度,降低系统功耗.     

辐照对SiGe HBT增益的影响

比较了电子和γ射线辐照后SiGe HBT和Si BJT直流增益β的变化.在Vbe≤0.5V时,较高剂量辐照时SiGe HBT的放大倍数辐照损伤因子d(β)为负;在Vbe≥0.5V时,SiGe HBT的d(β)远比Si BJT的小.SiGe HBT有更好的抗辐照性能.针对测得的一些电子陷阱对辐照致性能变化的影响进行了讨论.     

辐照对SiGe HBT增益的影响

比较了电子和γ射线辐照后SiGe HBT和Si BJT直流增益β的变化.在Vbe≤0.5V时,较高剂量辐照时SiGe HBT的放大倍数辐照损伤因子d(β)为负;在Vbe≥0.5V时,SiGe HBT的d(β)远比Si BJT的小.SiGe HBT有更好的抗辐照性能.针对测得的一些电子陷阱对辐照致性能变化的影响进行了讨论.     

GNSS接收机带有滤波功能可变增益放大器的设计

传统GNSS前端接收机系统中,可变增益放大器（VGA）不具备滤波功能,大多数选用片外滤波,这样系统增益和集成度降低,而系统集成的波器选频性能有限。为此,设计一种具有滤波功能的可变增益放大器,采用0．5μmSiGe HBT工艺,可控增益单元与Gm-C滤波单元集成一体,并运用4晶体管回转器结构实现滤波。电路驱动电压为3.3V,电流为11．7mA。线性增益控制范围为-26～62dB,且电压控制范围为0．1．8V,最小增益下输入1dB压缩点为-4dBm。可变增益放大器电路不仅具备大的增益控制范围,而且中频46MHz处滤波性能良好,提高芯片的集成度．降低系统功耗。     

超薄基区SiGe HBT电流传输模型

从玻尔兹曼方程出发,分析了ＳｉＧｅＨＢＴ超薄基区中载流子温度,扩散系数等参量的变化,建立了不同于常规基区宽度的新的超薄基区ＳｉＧｅＨＢＴ电流传输模型．     

超薄基区SiGe HBT电流传输模型

从玻尔兹曼方程出发,分析了SiGe HBT超薄基区中载流子温度,扩散系数等参量的变化,建立了不同于常规基区宽度的新的超薄基区SiGe HBT电流传输模型。     

UHF RFID阅读器中增益可控驱动放大器的设计

基于宏力半导体公司0.18μm SiGe HBT工艺,提出了一种应用于UHF(860~960MHz)RFID频段的增益可控驱动放大器(DA)。电路采用全差分发射极电感负反馈共射共基(Cascode)结构,其中,增益控制由三对结构相同的共射电路通过外加偏压实现,增益可控的步长为3 dB。仿真结果显示,在1.8 V电源电压下、910 MHz频段处,增益(S21)分别达到17 dB、20 dB和23 dB,噪声系数(NF)分别为3 dB、2.6 dB和2.2 dB,并且实现了良好的输入输出匹配。     

SiGe HBT器件特征参数的数值模拟与分析

分别在不同基极掺杂浓度、集电极掺杂浓度、发射极掺杂浓度和不同Ge组分含量的情况下,运用半导体器件模拟软件-MEDICI,对SiGe HBT器件的直流特性和频率特性进行了数值模拟,得出了SiGe HBT器件的集电极电流IC、基极电流IB、电流增益β和截止频率fT变化的初步规律.     

SiGe HBT 60Co γ辐照总剂量效应

测量了SiGe HBT直流增益在60Coγ辐照过程中随剂量及器件电流注入水平的变化。实验结果显示在累计辐照剂量超过5 000 Gy(Si)后,器件电流增益变化与辐照剂量存在线性反比关系,且增益损伤系数与器件电流注入水平有关;器件在受到总剂量为2.78×104Gy(Si)辐照后,器件静态基极电流Ib、集电极电流Ic、静态直流增益及最大振荡频率fmax出现不同程度退化;但器件其他电参数如截止频率fT、交流增益|H21|及结电容(CCBO)与辐照前相比未出现显著退化。利用MEDICI数值模拟分析了SiGe HBT参数退化机理。     

S波段GaAs单片可变增益放大器

用分析方法获取具有4个端口的双栅FET适用S参数进行设计,用微波单片集成电路技术制成增益30dB,可控增益大于65dB,二栅开关时间小于5ns的S波段单片可变增益放大器,封装后的尺寸为17.5mm×20mm×5mm。     

SiGe HBT超宽带低噪声放大器设计

采用ADS软件设计并仿真了一种应用于UWB标准的低噪声放大器。该低噪声放大器基于JAZZ 0.35μmSiGe工艺,工作带宽为3.1～10.6GHz。电路的输入极采用共发射极结构,利用反馈电感来进行输入匹配,第二级采用达林顿结构对信号提供合适的增益。使用ADS2006软件进行设计、优化和仿真。仿真结果显示,在3.1～10.6GHz带宽内,放大器的电源电压在3.3V时,噪声系数低于2.5dB,增益大于24dB,功耗为28mV,输出三阶交调为17dBm。     

Monolithic SiGe HBT Feedforward Variable Gain Amplifiers for 5 GHz Applications

Monolithic SiGe heterojunction bipolar transistor (HBT) variable gain amplifiers (VGAs) with a feedforward configuration have been newly developed for 5 GHz applications. Two types of the feedforward VGAs have been made: one using a coupled‐emitter resistor and the other using an HBT‐based current source. At 5.2 GHz, both of the VGAs achieve a dynamic gain‐control range of 23 dB with a control‐voltage range from 0.4 to 2.6 V. The gain‐tuning sensitivity is 90 mV/dB. At V_CTRL= 2.4 V, the 1 dB compression output power, P_1‐dB, and dc bias current are 0 dBm and 59 mA in a VGA with an emitter resistor and ‐1.8 dBm and 71mA in a VGA with a constant current source, respectively.     

SiGe HBT低噪声放大器的设计与制造

该文设计和制作了一款单片集成硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)低噪声放大器(LNA)。由于放大器采用复合型电阻负反馈结构,所以可灵活调整不同反馈电阻,同时获得合适的偏置、良好的端口匹配和低的噪声系数。基于0.35 m Si CMOS平面工艺制定了放大器单芯片集成的工艺流程。为了进一步降低放大器的噪声系数,在制作放大器中SiGe器件时,采用钛硅合金(TiSi2)来减小晶体管基极电阻。由于没有使用占片面积大的螺旋电感,最终研制出的SiGe HBT LNA芯片面积仅为0.282 mm2。测试结果表明,在工作频带0.2-1.2 GHz内,LNA噪声系数低至2.5 dB,增益高达26.7 dB,输入输出端口反射系数分别小于-7.4 dB和-10 dB。     

Ka-Band SiGe HBT Low Phase Imbalance Differential 3-Bit Variable Gain LNA

This letter presents the design and implementation of a differential Ka-band variable gain low noise amplifier (VG-LNA) with low insertion phase imbalance. The VG-LNA is based on a 0.12 mum SiGe heterojunction bipolar transistor process, and the gain variation is achieved using bias current steering. The measured VG-LNA gain at 32-34 GHz is 9-20 dB with eight different linear-in-magnitude gain states, and with a noise figure of 3.4-4.3 dB. The measured rms phase imbalance is < 2.5deg at 26-40 GHz for all gain states and this is achieved using a novel compensating resistor in the bias network. The VG-LNA consumes 33 mW (13.5 mA, 2.5 V) and the input 1-dB gain compression point is -27 dBm. The chip size is 0.13 mm² without pads.     

可变增益宽带低噪声中频放大器

本文描述了利用双栅MESFET作宽带可变增益放大器的原理.业已制成的二级级联放大器,利用双栅MESFET控制,在20MHz带宽内(1dB带宽)增益可从6～36dB连续变化,而其输出的中心频率和通带特性保持不变.     

基于IEEE802.11a标准的SiGe HBT LNA的设计

基于IEEE802.11a标准描述了一款SiGe HBT低噪声放大器(LNA)的设计.为适应该标准的要求,给出了噪声、功率增益及稳定性的优化方法.选用SiGe HBTs作为有源元件,采用T型输入、输出匹配网络设计了电路,并用安捷伦ADS-2006A软件对噪声系数、增益等各项指标进行了仿真.最终在频率为5.2 GHz下,LNA噪声系数F为1.5 dB,增益S21达到12.6 dB,输入、输出反射系数S11和|S22较好,在工作频带内小于-10 dB,LNA性能良好.     

一种高电流增益的SiGe HBT的研制

研制了一种平面集成多晶发射极SiGe HBT。经测量,在室温下电流增益β大于1500,最大达到2800,其Vceo为5V,厄利（Early）电压VA大于10V,βVh乘积达到15000以上。这种器件对多晶硅发射极砷杂质浓度分布十分敏感。     

锗硅HBT BiCMOS工艺中的p-i-n开关二极管设计

介绍了一种集成在BiCMOS工艺的p-i-n开关二极管的器件。它由在STI下面的n型赝埋层作为p-i-n的n区,锗硅npn异质结双极型晶体管的重掺杂外基区作为p-i-n的p区。同时新开发了穿过场氧的深接触孔工艺用于赝埋层的直接引出,并采用p-i-n注入用于对i区进行轻掺杂。借助半导体工艺与器件仿真软件,得到了有源区尺寸、赝埋层到有源区的距离、p-i-n注入条件等关键工艺参数对p-i-n性能的影响。最后优化设计的p-i-n二极管,其在2.4 GHz频率下的指标参数,如插入损耗为-0.56 dB,隔离度为-22.26 dB,击穿电压大于15 V,它达到了WiFi电路中的开关器件的性能要求。