基于BiCMOS工藝超寬帶可變?cè)鲆娣糯笃鞯难芯颗c設(shè)計(jì).pdf

1、超寬帶可變?cè)鲆娣糯笃鲝V泛應(yīng)用于矢量合成移相器、無(wú)線通信收發(fā)機(jī)、相控陣系統(tǒng)、微波毫米波成像系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)，用以最大化整個(gè)系統(tǒng)的增益動(dòng)態(tài)范圍。隨著硅基半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展，鍺硅異質(zhì)結(jié)晶體管工藝下雙極型晶體管的高頻性能能夠媲美于Ⅲ-Ⅳ族化合物工藝，同時(shí)具有高良率、大批量生產(chǎn)、較低的成本、能與傳統(tǒng)硅工藝兼容和易于實(shí)現(xiàn)單片集成的特點(diǎn)，使得價(jià)格低廉的民用相控陣系統(tǒng)成為可能。
　　本文首先從三個(gè)角度對(duì)可變?cè)鲆娣糯笃鬟M(jìn)行了分類，并詳細(xì)闡述了可變

2、增益放大器的主要性能指標(biāo)及其重要性。通過(guò)理論分析，得出了可變?cè)鲆娣糯笃鞯膁B線性控制特性是自動(dòng)增益控制（AGC）環(huán)路保持恒定穩(wěn)定時(shí)間的充分條件這一結(jié)論。結(jié)合近年來(lái)發(fā)表的文獻(xiàn)研究了dB線性控制特性、線性度和附加相移這三個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃麝P(guān)鍵性能的優(yōu)化技術(shù)。電流舵結(jié)構(gòu)具有增益動(dòng)態(tài)范圍大，高頻性能好，輸入阻抗不隨控制信號(hào)變化等優(yōu)點(diǎn)，因而選定電流舵結(jié)構(gòu)作為論文中所設(shè)計(jì)的射頻前端超寬帶可變?cè)鲆娣糯笃鞯暮诵慕Y(jié)構(gòu)。為了達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo)，需要改進(jìn)傳統(tǒng)的

3、電流舵結(jié)構(gòu)。通過(guò)引入控制電壓產(chǎn)生電路來(lái)展寬傳統(tǒng)電流舵結(jié)構(gòu)的dB線性控制增益動(dòng)態(tài)范圍，引入發(fā)射極負(fù)反饋電容來(lái)展寬傳統(tǒng)電流舵結(jié)構(gòu)的帶寬并提升其線性度。然后基于 Tower JAZZ0.18μm SiGe BiCMOS工藝采用改進(jìn)后的電流舵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了射頻前端超寬帶可變?cè)鲆娣糯笃鞯暮诵碾娐贰ＴO(shè)計(jì)了數(shù)模轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制功能，并為了滿足測(cè)試需求完成了輸入輸出匹配電路設(shè)計(jì)。最后，在對(duì)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則的深刻理解的基礎(chǔ)上，完成了版圖設(shè)計(jì)、DRC檢查、LV

4、S檢查、參數(shù)提取并實(shí)現(xiàn)后仿真。通過(guò)迭代進(jìn)行前仿真和后仿真，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)和版圖，直到后仿真結(jié)果令人滿意。另外，同樣基于Tower JAZZ0.18μm SiGe BiCMOS工藝，論文提出了一款新型的面向基帶超寬帶可變?cè)鲆娣糯笃?，該放大器采用跨?dǎo)可變和負(fù)載可變?cè)鲆婵刂茩C(jī)理實(shí)現(xiàn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、dB線性控制特性、面積小、帶寬大、魯棒性好和增益動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
　　論文中所設(shè)計(jì)的射頻前端超寬帶可變?cè)鲆娣糯笃鞑捎肨ower JAZZ0.1