sige+hbt小信号模型的研究及sige+bicmos工艺宽带低噪声放大器设计

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1、东南大学硕士学位论文SiGeHBT小信号模型研究及SiGeBiCMOS工艺宽带低噪声放大器设计姓名：王永利申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：高建军20080101摘要SiGeHBT自上世纪80年代后期被研制成功后，由于其优异的高频性能和与传统Si工艺兼容的优点。已被广泛应用于射频和微波集成电路中．其小信号等效电路模型表征了器件的高频特性，利用该模型不仅可以指导电路设计者将电路设计的更加合理，而且可以指导芯片制造者做出更高性能的器件。因此SiGe器件建模以及模型参数提取技术已经成为近几年国内外的研究热点。由于Si村底的损耗特性，传统的III-V族化合物HBT的小信号模型参数提

2、取方法并不适用于SiGeHBT．因此本文考虑了si衬底的寄生效应，采用了不同于III—V族化合物HBT的焊盘等效电路模型，并用了三个电容等效网络法、近似法和线性拟合法等三种方法进行了焊盘寄生参数的提取，并对各自提取精度进行了对比。选用精度较好的线性拟合法结果进行焊盘寄生参数的剥离后，对SIGeHBT进行了小信号模型参数提取。其中，外部电阻在基极4过驱动电流”模式下求得，面本征部分的所有参数都用解析法求得。利用0．35tunSiGeBiCMOS工艺实现了双极型晶体管和场效应管结合结构(BiF￡T结构)的宽带低噪声放大器，电路的输入端采用切比雪夫带通滤波器实现了宽频带范围的阻抗匹配。版图

3、级的后仿真结果表明。该低噪声放大器的性能良好，达到设计要求．关键词：锗硅，异质结晶体管，能带，模型，参数提取。低噪声放大器，BiFET结构，切比雪夫滤波器东南大学硕士学位论文AbstractSiGeHererojunctionbipolartransistors(HBTs)wefefirstdemonStratedjnthelale1980sandquicklybecamepopularinwirelesscommunicationapplications，duetothehigherperformancethantheSidevicesandhigherintegrationlcv

4、eIthanthe111-Vcompoandsemiconductordevices．Anaccuateextractionmethodforasmall·signalequivalentcircuitofSiGeHBTsisvitalfordesigningacircuitandoptimizingdeviceperformarm．Recently,severalpapershavereportedsmall—signalequivalent-circuitparameter-extraetionmethodsforSiGeHBTs．Manyofthestraightforward

5、parameter-extractionmethodsapplicableto¨I—VcompoundsemiconductorHBTsmayyieldfrustratingresultsforSiGeHBTs．nisisgenerallyduetotheIossybehavioroftheSisubstraterequiringmoreaccuratedeembeddingproceduresforthecontactpads。A曲州padmodelwhichisdj仃erentfromtheconventionalIII—Vcompoundsemiconductordevices

6、ispresentedjnthispaper．ThreemethodsfordeterminingthepadparasiticelementsofSi-baseddevicesarepresented．whicharcthrce-capacitance-networkmethod，approximationmethodandlinearfittingmethod．Comparisonofthethreemethodsshowsthattheparasiticelementsofthepadextractedbylinearfiringmethodarcmoreaccurate．On

7、cethepadparametersareobtained,sma

8、l-signalequivalentcircuitparametersofSiGeHBTimplementedwithAMS0．351mlBiCOMStechnologyareextracted．TheextrinSicresistancesarcdeterminedunder‘'overdrivele"biascondition,ⅫdtheintrinsicelementSareallc