鍺硅寬帶低噪聲放大器和激光驅(qū)動器集成電路設(shè)計研究.pdf

1、鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(SiGeHBT)作為微波毫米波領(lǐng)域中非常重要的高速固態(tài)器件,由于具有功率密度和增益高、相位噪聲低、線性度好、單電源工作、芯片面積小和性能價格比高等特點(diǎn),已經(jīng)逐步發(fā)展為MMIC和光纖通信領(lǐng)域中一個非常有競爭力的技術(shù)。低噪聲放大器特別是支持多協(xié)議的寬頻帶低噪聲放大器和激光驅(qū)動器電路分別作為射頻前端收發(fā)系統(tǒng)和光纖通信系統(tǒng)中的重要模塊,兩者的性能對整個系統(tǒng)有著很大的影響。因此利用SiGeHBT工藝研究高性能的寬帶低噪聲放大

2、器和激光驅(qū)動器成為未來這兩個領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。
　　本文在對寬帶低噪聲放大器以及激光驅(qū)動器的相關(guān)理論和技術(shù)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,一方面,采用多電阻反饋技術(shù)設(shè)計和研制了SiGeHBT寬帶低噪聲放大器。首先,根據(jù)文獻(xiàn)中的反饋原理對電路中的電阻反饋環(huán)路進(jìn)行等效處理,同時利用簡化后的小信號等效電路對增益、輸入/輸出阻抗、極點(diǎn)和噪聲系數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的理論推導(dǎo)和分析,進(jìn)而得到反映其物理意義的表達(dá)式,然后以此為指導(dǎo)完成了電路仿真和電路設(shè)計。另

3、一方面,我們對激光驅(qū)動器的主通道電路進(jìn)行研究和設(shè)計,采用Push-Pull驅(qū)動電路和Miller電容補(bǔ)償技術(shù)的輸出級來改善整體電路的帶寬,提高信號的速度。
　　本文采用上海華虹公司提供的SiGeHBT工藝對兩種電路進(jìn)行仿真驗證,并進(jìn)行了版圖的布局布線和優(yōu)化,最終進(jìn)行流片驗證。其中,我們還利用非線性網(wǎng)絡(luò)分析儀和微波探針臺對寬帶低噪聲放大器芯片進(jìn)行了詳細(xì)測試,測試結(jié)果表明寬帶低噪聲放大器的設(shè)計滿足指標(biāo)的要求,包括電路的3dB帶寬為3.