1 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 43007
2 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
设计了一种双宽带毫米波低噪声放大器。该低噪声放大器可通过射频开关对无源电感重新配置, 使其可以分别工作在中心频率为28 GHz和32 GHz的频段下, 适用于5G毫米波通信。该可重构低噪声放大器基于55 nm CMOS工艺设计。后仿真结果表明, 该可重构低噪声放大器在控制电压(Vs)为0 V的情况下, 在中心频率为28 GHz时, 增益为23 dB, 输入1 dB压缩点为-54 dBm; 在-3 dB带宽261~322 GHz(61 GHz)内, 噪声系数为41~44 dB; 在Vs为12 V的情况下, 在中心频率变为32 GHz时, 增益为20 dB, 输入1 dB压缩点为-75 dBm; 在-3 dB带宽28~34 GHz(6 GHz)内, 噪声系数为44~47 dB。芯片面积为070×055 mm2, 在12 V的电源电压下功耗为252 mW。
低噪声放大器 5G毫米波 可重构 宽带 low noise amplifier 5G millimeter-wave CMOS CMOS reconfigurable wideband
1 桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004
2 中国电子科技集团公司 第三十四研究所, 广西 桂林 541004
3 复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室, 上海 200433
采用SANAN公司的0.25 μm E-Mode pHEMT工艺,基于ADS仿真,设计了一款工作频率为2.0~4.2 GHz的两级级联的宽带LNA芯片。芯片采用电阻偏压的方式,实现了3.3 V单电源供电。同时,设计了一种改进型的RLC并联负反馈结构,实现了宽带匹配。仿真结果表明,该LNA在2.0~4.2 GHz频段内,最大增益为30.9 dB,增益平坦度为±0.6 dB左右,输入回波损耗小于-9 dB,输出回波损耗小于-12 dB;噪声系数为(1.2±0.14) dB;系统稳定性因子K在全频带内大于2.8;芯片面积为0.78 mm×2.2 mm。
低噪声放大器 自偏置 负反馈 low noise amplifier self bias ADS ADS negative feedback GaAs GaAs
Author Affiliations
Abstract
Engineering Faculty, Electrical and Electronic Department, Cankaya University, Ankara, Turkey
This study focuses on generating and manipulating squeezed states with two external oscillators coupled by an InP HEMT operating at cryogenic temperatures. First, the small-signal nonlinear model of the transistor at high frequency at 5 K is analyzed using quantum theory, and the related Lagrangian is theoretically derived. Subsequently, the total quantum Hamiltonian of the system is derived using Legendre transformation. The Hamiltonian of the system includes linear and nonlinear terms by which the effects on the time evolution of the states are studied. The main result shows that the squeezed state can be generated owing to the transistor’s nonlinearity; more importantly, it can be manipulated by some specific terms introduced in the nonlinear Hamiltonian. In fact, the nonlinearity of the transistors induces some effects, such as capacitance, inductance, and second-order transconductance, by which the properties of the external oscillators are changed. These changes may lead to squeezing or manipulating the parameters related to squeezing in the oscillators. In addition, it is theoretically derived that the circuit can generate two-mode squeezing. Finally, second-order correlation (photon counting statistics) is studied, and the results demonstrate that the designed circuit exhibits antibunching, where the quadrature operator shows squeezing behavior.
quantum theory squeezed state cryogenic low noise amplifier InP HEMT Journal of Semiconductors
2023, 44(5): 052901
强激光与粒子束
2023, 35(3): 033006
1 西安交通大学 电信学院, 西安 710049
2 西安交通大学 微电子学院, 西安 710049
3 华为技术有限公司, 广东 东莞 523808
采用55 nm标准CMOS工艺,设计并流片实现了一种应用于Wi-Fi 6(5 GHz)频段的宽带全集成CMOS低噪声放大器(LNA)芯片,包括源极退化共源共栅放大器、负载Balun及增益切换单元。在该设计中,所有电感均为片上实现;采用Balun负载,实现信号的单端转差分输出;具备高低增益模式,以满足输入信号动态范围要求。测试结果表明,在高增益模式下该放大器的最大电压增益为20.2 dB,最小噪声系数为2.2 dB;在低增益模式下该放大器的最大电压增益为15 dB,最大输入1 dB压缩点为-3.2 dBm。芯片核心面积为0.28 mm2,静态功耗为10.2 mW。
低噪声放大器 巴伦 高低增益模式 low noise amplifier balun high gain and low gain mode Wi-Fi 6 Wi-Fi 6
1 中国科学院半导体研究所 光电子研究发展中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
针对光载无线通信(RoF)系统对高增益、小型化光接收模块(ROSA)的需求, 基于混合集成技术, 设计并制作了一种高增益的四通道ROSA器件, 尺寸为20.0mm×14.0mm×5.9mm。模块内集成了低噪声放大器(LNA)芯片以提高射频信号增益, 建立了射频信号传输电路, 并对器件特性进行了仿真分析。经测试, 器件的射频信号增益达14dB, -3dB带宽为23GHz, 在1550nm波长的入射光下, 器件的响应度为0.81A/W, 相邻信道之间的射频信号串扰小于-40dB。该模块对于减小RoF系统的体积和功耗具有重要意义。
光接收模块 光电探测器 低噪声放大器 增益 低串扰 receiver optical subassembly photodetector low noise amplifier gain low crosstalk
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
3 新一代通信射频芯片技术北京重点实验室, 北京 100029
4 昂瑞微电子技术有限公司, 北京 100084
采用025 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(pHEMT)工艺,设计并实现了一种应用于5G通信22~4 GHz频段的高增益共源共栅低噪声放大器(LNA)。通过将并联RC负反馈与共栅接地电容结合,不使用源极电感,实现了宽带高增益的LNA设计。测试结果表明,22~4 GHz频段增益大于24 dB,输出3阶互调(OIP3)为28 dBm,噪声系数(NF)小于078 dB,功耗为190 mW,芯片面积为(810×710) μm2。综合指标(FOM)为144 dB,与同类LNA相比具有一定的优势。
共源共栅 低噪声放大器 输出3阶互调 综合指标 cascode low noise amplifier output third order intermodulation figure of merit
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123016
北京理工大学 毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室,北京 100081
设计了D波段直接检波式辐射计前端,主要包括D波段检波器模块、D波段低噪声放大器模块和D波段标准增益喇叭天线.基于商用零偏二极管HSCH-9161研制出D波段检波器,测试结果显示在D波段内,最高灵敏度接近1 600 mV/mW,当频率小于140 GHz时,灵敏度大于400 mV/mW,在大于140 GHz频段内,灵敏度优于120 mV/mW.基于自研D波段低噪声放大器芯片研制出D波段低噪放模块,测试结果显示最大增益为10.8 dB@139 GHz,在137~144 GHz频率范围内,增益大于7.8 dB,输入端回波损耗优于5 dB,输出端回波损耗优于8.5 dB.最终搭建D波段直接检波式辐射计前端进行成像实验验证.
D波段 辐射计前端 低噪声放大器 检波器 D-band radiometer front-end low noise amplifier (LNA) detector