X波段MMIC低噪声放大器的设计

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1、中文图书分类号：TN722.3密级：公开UDC：620学校代码：10005工程硕士学位论文MEDISSERTATION论文题目：X波段MMIC低噪声放大器的设计论文作者：郑建华学科：光学工程指导教师：王智勇研究员论文提交日期：2015年06月UDC：620学校代码：10005中文图书分类号：TN722.3学号：s201213042密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：X波段MMIC低噪声放大器的设计英文题目：ADESIGNOFX-BANDMMICLOWNOISEAMPLIFIER论文作者：郑建华领域：光学工程研究方向：射频集成电路申请学位：工程硕士专业学位指导教师：王智勇研

2、究员所在单位：激光工程研究院学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：郑建华日期：2015年6月24日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部

3、或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：郑建华日期：2015年6月24日导师签名：王智勇日期：2015年6月24日摘要摘要无线通讯技术与人们的日常生活息息相关，其应用领域也是越来越广泛。不论是个人还是国家，对于高性能的微波集成电路都有着很大需求。本文对X波段MMIC低噪声放大器的电路进行了研究和设计，主要包括以下内容：MMIC低噪声放大器的背景调研，低噪声放大器设计参数介绍，相关器件模型建立和工艺分析，最后详细介绍该放大器的设计过程。论文选用了台湾稳懋半导体公司的0.15umGaAsLowNoisepHEMT工艺线，使用ADS软件仿真设

4、计了一个工作频率在8~12GHz波段的MMIC低噪声放大器。本论文设计的低噪声放大芯片的拓扑结构为三级放大器级联的结构。第一级采用源端负反馈技术和衰减电路，从而提高晶体管的稳定性；该级放大器对系统噪声贡献最大，因此设计时主要针对噪声进行设计，输入端采用了最小噪声系数匹配。第二级因为第一级设计增益不够高，因此也主要针对噪声做匹配。由于增益随频率升高呈下降趋势，而且第三级电路噪声几乎不对系统有影响。所以第三级为补偿增益采用了负反馈结构，目的是改善系统的增益平坦度。每一级根据不同的指标要求分别对管芯及其匹配电路进行设计，同时为便于级联，将各级的输入输出匹配到50欧姆，然后再进行三级的级联以及电路

5、的优化设计。最后制作版图，反复进行Momentum电磁仿真，调整版图设计以达到最佳仿真效果。最终设计实现的X波段MMIC低噪声放大器在8~12GHz内有良好的性能，主要指标为：整体噪声系数小于1.2dB，总增益大于20dB，工作频率内增益平坦度小于±1.5dB，输入输出驻波比小于2.0，都满足了预期的设计目标。关键词：X波段；单片微波集成电路；砷化镓；PHEMT晶体管IAbstractAbstractWirelesscommunicationtechnologyiswidelyappliedinmanyfields,whichiscloselyconnectedwithpeople'sda

6、ilylife.Thehigh-performancemicrowaveintegratedcircuitsareingreatdemandamongnotonlyindividualsbutalsothewholecountry.ThispaperfocusesonthedesignandrealizationoftheX-bandlownoiseamplifier(LNA),includingMMICtechnology’sbackground,parameters,modellingofthedeviceandprocessanalysis.Atlast,thispaperelabo

7、ratesthedesignprocessofthelownoiseamplifierindetail.The0.15μmGaAsLowNoisepHEMTprocesslineprovidedbyTaiwanWINSemiconductorCompanyisadoptedinthispaperfordesigningalownoiseamplifier,workingfrom8to12GHz.Atthesametime