一个集成滤波功能的低噪声放大器设计原理图
研究意义
随着5g的发展，毫米波通信成为一项关键技术，前端芯片是5g毫米波系统的核心组成之一。gan工艺由于具有高频率、高功率、高效率等特性是5g毫米波芯片的一个很好选择，然而毫米波gan射频前端芯片设计在输出功率、效率和系统噪声等方面面临一系列挑战。同时，滤波器在前端中也有着重要的作用，在接收机下变频时，镜像频段处的信号会变频到中频带处，引入干扰，此时滤波器可用于抑制镜像频段处的干扰。而在常见的前端设计中，低噪声放大器和滤波器通常是分开设计的，它们的互连会带来额外的损耗，单独设计在集成电路上的滤波器则会占用较多的面积，不利于电路小型化。
本文工作
为了解决上述问题，本文提出了一个集成滤波功能的低噪声放大器，该放大器将高通滤波电路融入到阻抗匹配网络中，实现了对低频干扰信号的抑制。提出的电路原理图如图1(a)所示，采用三级放大结构，由于放大器的噪声系数主要由第一级决定，输入匹配电路采用低噪声系数匹配，用以获得尽可能低的噪声系数。级间以及输出匹配由电容和电感构成l-c-l的π型网络，实现高通滤波阻抗匹配。电路采用150-nm gan-on-sic工艺实现，具体版图如图1(b)所示，面积约为1.65×1.15 mm2。
(a)
(b) 图1 集成滤波功能的低噪放 (a) 原理图；(b) 版图
本文的创新点如下：
（1）级间匹配网络设计为π形高通滤波阻抗匹配网络，该网络由两个并联电感和一个串联电容组成（l-c-l），在实现复阻抗匹配的同时实现高通滤波响应。
（2）输出匹配中，使用l-c-l-c-l网络，由两个级联的l-c-l的π型网络构成，合并中间的两个并联电感，并由串联lc电路来代替这个电感，使得在低频处引入一个传输零点，在不加大电路尺寸的情况下，可以有效的抑制镜像频段或卫星频段上的杂波。
实验结果
本文对所提出的低噪声放大器进行了测试验证。仿真和测试的结果如图3所示，测试结果显示，该电路工作在12~18.2 ghz频段，频段内最大增益为21.7 db，3 db通带为11.6~18.9 ghz，在该频段内可以实现1.5~1.9 db的噪声系数，整体的直流功耗为530 mw。带外在10 ghz和8 ghz以下频段分别有34 dbc和64 dbc以上的抑制效果，在具有良好的选择性。在通带内，线性度ip1db大于-7dbm。与先前发表的论文进行了比较，该设计实现了良好的低噪声放大器性能和高阻带抑制。
（a）
(b)
(c) 图3 芯片仿真和测试结果 (a) s参数；(b) 噪声系数；(c) 测试的输入输出1db 压缩点
hui-yang li, jin-xu xu & xiu yin zhang. a ku-band image-rejection filtering lna mmic in 150-nm gan-on-sic technology. sci china inf sci，doi: 10.1007/s11432-023-3849-x
汽车排放瞬态工况法测量用气体流量分析仪
一种离子液体填充纳米纤维鞘层的电化学人工肌肉纤维
三星为何说“OLED电视没有未来”？
AI煲仔饭机器人在河南郑东新区街头精彩亮相
CH583/CH582/CH573国产低功耗蓝牙BLE5.3无线SoC芯片工控方案
一个集成滤波功能的低噪声放大器设计原理图
智能制造行业--客户现场调试源代码如何防泄密
XKB面向智能手机和可穿戴电子产品推出超小型防水轻触开关
中国电信与中通共同出资成立中国电信财务
PLC的存储器、I/O单元、I/O扩展接口、外设接口和电源简介
OPPO副总裁晒折叠屏新机 并强调完全是自研
无线充电+屏幕解锁+100%屏占比，是小米MIX2还是小米6
PoWx打算在2019年初推出光学PoW，用于比特币的采矿业务
PCB设计---深入浅出的反弹图
高通四度参展服贸会，以开放创新激发合作共赢新动能
GPT-4来了，业财税融的Copilot还会远么？| 2023百望云数字商业创新峰会上海站分享
前文晔/ST产品线华南市场总监加盟航顺HK32MCU
现在的智能家电都应用了哪些无线技术
由于芯片短缺，日产汽车下个月将削减几家日本工厂的产量
三种LED彩电技术登场，谁才是未来的主宰？
随着5g的发展，毫米波通信成为一项关键技术，前端芯片是5g毫米波系统的核心组成之一。gan工艺由于具有高频率、高功率、高效率等特性是5g毫米波芯片的一个很好选择，然而毫米波gan射频前端芯片设计在输出功率、效率和系统噪声等方面面临一系列挑战。同时，滤波器在前端中也有着重要的作用，在接收机下变频时，镜像频段处的信号会变频到中频带处，引入干扰，此时滤波器可用于抑制镜像频段处的干扰。而在常见的前端设计中，低噪声放大器和滤波器通常是分开设计的，它们的互连会带来额外的损耗，单独设计在集成电路上的滤波器则会占用较多的面积，不利于电路小型化。
本文工作
为了解决上述问题，本文提出了一个集成滤波功能的低噪声放大器，该放大器将高通滤波电路融入到阻抗匹配网络中，实现了对低频干扰信号的抑制。提出的电路原理图如图1(a)所示，采用三级放大结构，由于放大器的噪声系数主要由第一级决定，输入匹配电路采用低噪声系数匹配，用以获得尽可能低的噪声系数。级间以及输出匹配由电容和电感构成l-c-l的π型网络，实现高通滤波阻抗匹配。电路采用150-nm gan-on-sic工艺实现，具体版图如图1(b)所示，面积约为1.65×1.15 mm2。
(a)
(b) 图1 集成滤波功能的低噪放 (a) 原理图；(b) 版图
本文的创新点如下：
（1）级间匹配网络设计为π形高通滤波阻抗匹配网络，该网络由两个并联电感和一个串联电容组成（l-c-l），在实现复阻抗匹配的同时实现高通滤波响应。
（2）输出匹配中，使用l-c-l-c-l网络，由两个级联的l-c-l的π型网络构成，合并中间的两个并联电感，并由串联lc电路来代替这个电感，使得在低频处引入一个传输零点，在不加大电路尺寸的情况下，可以有效的抑制镜像频段或卫星频段上的杂波。
实验结果
本文对所提出的低噪声放大器进行了测试验证。仿真和测试的结果如图3所示，测试结果显示，该电路工作在12~18.2 ghz频段，频段内最大增益为21.7 db，3 db通带为11.6~18.9 ghz，在该频段内可以实现1.5~1.9 db的噪声系数，整体的直流功耗为530 mw。带外在10 ghz和8 ghz以下频段分别有34 dbc和64 dbc以上的抑制效果，在具有良好的选择性。在通带内，线性度ip1db大于-7dbm。与先前发表的论文进行了比较，该设计实现了良好的低噪声放大器性能和高阻带抑制。
（a）
(b)
(c) 图3 芯片仿真和测试结果 (a) s参数；(b) 噪声系数；(c) 测试的输入输出1db 压缩点
hui-yang li, jin-xu xu & xiu yin zhang. a ku-band image-rejection filtering lna mmic in 150-nm gan-on-sic technology. sci china inf sci，doi: 10.1007/s11432-023-3849-x
汽车排放瞬态工况法测量用气体流量分析仪
一种离子液体填充纳米纤维鞘层的电化学人工肌肉纤维
三星为何说“OLED电视没有未来”？
AI煲仔饭机器人在河南郑东新区街头精彩亮相
CH583/CH582/CH573国产低功耗蓝牙BLE5.3无线SoC芯片工控方案
一个集成滤波功能的低噪声放大器设计原理图
智能制造行业--客户现场调试源代码如何防泄密
XKB面向智能手机和可穿戴电子产品推出超小型防水轻触开关
中国电信与中通共同出资成立中国电信财务
PLC的存储器、I/O单元、I/O扩展接口、外设接口和电源简介
OPPO副总裁晒折叠屏新机 并强调完全是自研
无线充电+屏幕解锁+100%屏占比，是小米MIX2还是小米6
PoWx打算在2019年初推出光学PoW，用于比特币的采矿业务
PCB设计---深入浅出的反弹图
高通四度参展服贸会，以开放创新激发合作共赢新动能
GPT-4来了，业财税融的Copilot还会远么？| 2023百望云数字商业创新峰会上海站分享
前文晔/ST产品线华南市场总监加盟航顺HK32MCU
现在的智能家电都应用了哪些无线技术
由于芯片短缺，日产汽车下个月将削减几家日本工厂的产量
三种LED彩电技术登场，谁才是未来的主宰？