IEEE802.11a标准的SiGe HBT LNA的设计

0 引言

LNA已广泛应用于微波通信、GPS接收机、遥感遥控、雷达、电子对抗及各种高精度测量系统等领域中，是现代IC技术发展中必不可少的重要电路。LNA位于射频接收的最前端，其主要功能是将从天线接收到的信号无失真地放大到下一级电路，同时保证较小的噪声。它的增益、噪声和稳定性等将对整个系统产生重要影响。因此，低噪声放大器的基本设计要求是：噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定可靠、足够的带宽和较大的动态范围。

SiGe材料安全性很好，器件具有功耗小、特征频率高的优点，与成熟的Si工艺兼容，其集成度也相当高。SiGe HBT在微波和射频通信领域的地位越来越重要，其最佳应用领域之一就是低噪声放大器。经过20年的发展，SiGe HBT的最高截止频率fT已达到375 GHz。

IEEE802.11a无限通信标准是近年来提出的一种新的无线标准，其最大吞吐率为在5 GHz波段上实现54 Mbit／s传输速率。该标准采用正交频分多路复用(OFDM)调制技术，可有效降低多重路径衰落对接收器性能的影响，将比以往的802.11b和蓝牙(2.4 GHz频带，最高11 Mbit／s)具有更广泛的应用。

近年来，国内外对于低噪声放大器的报道，用GaAs FET、CMOS来实现的较多，而用硅锗异质结双极型晶体管(SiGe HBT)实现的较少。为了更好地探讨这方面的问题，本文基于IEEE802.11a标准介绍了一款SiGe HBT低噪声放大器的设计。

1设计理论及方法

1.1 LNA低噪声的实现

对于大多数射频放大器来说，在低噪声前提下对信号进行放大是系统的基本要求，因此，LNA低噪声的实现尤为重要。放大器的噪声系数F可定义为放大器的输入信噪比和输出信噪比的比值，则

式中：Sin、Nin分别为输入端的信号功率和噪声功率；Sout、Nout分别为输出端的信号功率和噪声功率。

作者：李佳，张万荣，谢红云，张蔚，沈珮，甘军宁   来源：半导体技术