0 引言

    隨著無線通信的快速發(fā)展，低頻段已不能滿足應(yīng)用需求，使用頻段逐漸向高頻段發(fā)展。在X~Ku波段中，12 GHz頻段被廣泛用于衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)和高清電視數(shù)字廣播通信系統(tǒng)，同時，12 GHz頻段還有望被用于5G通信服務(wù)^[1-2]。除此之外，該頻段也被用于個人醫(yī)療健康檢測，從生物電信號中提取特征信息以實時監(jiān)測人體的健康狀況^[3]。12 GHz低噪聲放大器是該類應(yīng)用研究中不可缺少的單元。

    作為射頻前端的第一個有源電路，LNA需要有高增益、低噪聲以及好的信噪比。在高頻段，LNA的設(shè)計變得困難，各項性能指標(biāo)難以同時達(dá)到更好，對高增益、低噪聲、高集成度等性能的放大器提出了更高的挑戰(zhàn)^[4]。

    目前報道的文獻(xiàn)中，大都采用多級級聯(lián)以提高放大器的增益，級間需要匹配增加了電路的復(fù)雜程度以及芯片面積。在文獻(xiàn)[5]中，使用了共源共柵結(jié)構(gòu)和共源級設(shè)計LNA，實現(xiàn)了較高的峰值增益，但是，其使用了三級結(jié)構(gòu)，而且工作頻率較低；文獻(xiàn)[6]中也使用了共源共柵結(jié)構(gòu)設(shè)計LNA，可工作在較高的頻率下，由于使用的CMOS工藝在高頻下的局限性，無法實現(xiàn)較高的增益和較低的噪聲系數(shù)；文獻(xiàn)[7]中基于GaN工藝設(shè)計的LNA在X波段下可實現(xiàn)較高的增益，但是噪聲系數(shù)和功耗很高；文獻(xiàn)[8]中采用級聯(lián)共源級實現(xiàn)的LNA，具有較低的功耗和噪聲，但是增益不是很高。

    目前，已有MESFET、HEMT、GaAs pHEMT等多種高性能低噪聲的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于放大器的設(shè)計。其中，GaAs pHEMT晶體管，它在未摻雜GaAs層和摻雜AlGaAs層中引入了InGaAs薄層，這種特殊的結(jié)構(gòu)可使電子聚集在InGaAs層的半導(dǎo)體界面附近，由于兩側(cè)是高能帶材料，因此電子在聚集層中具有非常高的流動速度。這種結(jié)構(gòu)器件具有高的飽和電子速度、輸出跨導(dǎo)、器件電流等，從而可獲得更高的增益和較低的噪聲系數(shù)，并且具有更好的頻率性能^[9]。

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作者信息：

何謨谞1，胡鈞劍2，高  博2，賀良進(jìn)2

(1.成都飛機工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，四川 成都610090；2.四川大學(xué) 物理學(xué)院，四川 成都610065)