提出了一种品质因数(Q)-频率(f)特性与电感值(L)-频率(f)特性增强的新型高线性有源电感, 主要由负跨导器、新型正跨导器、Q值增强调制模块、反馈电阻、两级电平转换电路和负跨导器分流支路组成。通过多个电路单元间的协同配合和所设置的三个外部偏置端电压的联合调谐, 该有源电感不但具有高Q值, Q值相对于电感值可独立调节, 而且高Q峰值及电感值在不同频率下能够基本保持不变, 同时也有高的线性度。验证结果表明, 在6 GHz下, Q值可在275~4 471之间变化, 调谐率为1768%, 而电感值的变化率仅为15%; 在48 GHz、52 GHz、56 GHz和6 GHz的4个频点下, 分别获得了4 480、4 469、4 473和4 471的高Q峰值, 变化率仅为024%, 且电感值分别为7532 nH、7467 nH、7909 nH、7977 nH, 变化率仅为63%; 电感值的-1 dB压缩点为-13 dBV。

提出了一种低压低功耗有源电感(LVLPAI)。它由新型正跨导器、负跨导器以及电平转换模块构成。其中, 电平转换模块与新型正跨导器的输入端和负跨导器的输出端连接, 同时, 新型正跨导器采用了PMOS晶体管, 并将栅极和衬底短接, 最终使得有源电感可在低压下工作, 且在不同频率下具有低的功耗。基于018 μm RF CMOS工艺进行性能验证, 并与传统AI进行对比。结果表明, LVLPAI和传统AI比较, 在15 GHz、27 GHz、44 GHz这三个频率处分别取得三个电感值3 326 nH、1 403 nH、782 nH的条件下, 前者和后者的工作电压分别为08 V、1 V、12 V和15 V、16 V和17 V, 分别下降了467%、375%、294%; 功耗分别为008 mW、025 mW、053 mW和014 mW、031 mW、062 mW, 分别下降了429%、194%、145%。

在传统共源-共栅-共漏(CS-CG-CD)有源电感的基础上，提出一种改进型有源电感。在负跨导器的CG晶体管与正跨导器的CD晶体管之间引入带有并联电阻的第一反馈回路和具有小尺寸晶体管的第二反馈回路；另外，在负跨导器的CS晶体管与正跨导器的CD晶体管之间引入调控支路；最终，通过不同模块的相互配合及其他三个外部调控端电压的联合调节，实现了对电感性能的两种重构：1) 在同一频率下取得高的Q峰值且Q峰值相对L值可大范围独立调节；2) 在不同频率下取得高的Q峰值且Q峰值保持基本不变。验证结果表明，在频率5.81 GHz下，Q峰值可从1 132调谐到15 491，调谐范围高达1 268.5%，而电感值在7.65 ～ 7.67 nH之间变化，变化率仅为0.26%；在频率5.72 GHz、7.12 GHz和7.93 GHz下，分别取得了1 274、1 317和1 310的高Q峰值，Q峰值变化率仅为3.38%，同时分别取得了大的电感值7.62 nH、8.08 nH和8.81 nH；有源电感的直流功耗约为38.61 mW。

提出了一种性能多种重构的高频压控有源电感(HFVCAI)。电路主要由第一回转回路、第二回转回路以及调控支路构成, 且第一回转回路和第二回转回路并联, 调控支路与第一回转回路连接, 两个回转回路均配置了外部调控端。通过协同调节3个外部调控端, 可对HFVCAI的性能进行3种重构: 在高频工作区能够对电感值进行大范围调控, 且同时能保持Q值有较大值; 在不同频率下能够同时保持Q峰值和电感值基本不变; 能够实现在对工作频带大范围调控时, 电感值峰值保持基本不变。结果表明, 在5.10~6.60 GHz高频区, 电感值的调控范围大于27 nH, 且Q值可保持大于10; 在4.72 GHz、5.10 GHz和5.46 GHz高频下, 分别取得了1 063、1 053和 1 033 的Q峰值, 变化率仅为2.8%, 且电感值分别为202 nH、198 nH和191 nH, 变化率仅为 5.4 %; 工作频带能在6.02 ~ 7.67 GHz之间调控, 变化率高达27.4 %, 而电感值峰值在404 ~ 395 nH之间变化, 变化率仅为2.2%。

提出了一种采用LC并联谐振电路的新型差分有源电感，实现了宽的工作频带、高的Q值、较大的电感值和可调谐功能。采用无源电感和MOS晶体管可变电容构成LC谐振电路，减小了等效串联电阻和等效并联电容，在增大电感值、Q值的同时，扩大了工作频带。仿真结果表明，在2~7.6 GHz频率范围内，该新型差分有源电感的电感值大于26 nH，Q值大于138；在7.6 GHz高频下，电感值达130 nH，Q值达418，实现了宽工作频带范围内的高Q值和高电感值。与传统差分有源电感和带LC谐振电路的单端有源电感相比，该新型差分有源电感的性能较好。

设计了一种采用可调谐有源电感(TAI)的多频段低噪声放大器(MBLNA)。在放大级中，由电感值及Q值可多重调谐的TAI与电容值可调谐的变容二极管构成选频网络，并结合共射-共基放大电路，实现对不同频段信号进行选择放大。输入级采用带有输入串联电感与发射极电感负反馈的共射放大电路，实现了MBLNA输入阻抗的宽带匹配。输出级采用共射放大电路，在满足输出匹配的同时，再次对信号进行放大，保证了MBLNA的高增益，同时输出级与放大级构成电流复用结构，降低了整体电路功耗。基于WIN 0.2 μm GaAs HBT工艺库，利用ADS对MBLNA的主要性能参数进行验证。结果表明，该MBLNA可以在1.9 GHz、2.4 GHz、3.4 GHz、5.2 GHz等多个频段下工作；电压增益S21分别为27.2 dB、25.5 dB、21.6 dB、17.4 dB；噪声系数NF在1.3 dB~5.2 dB之间；输入和输出匹配良好；电路总功耗仅为17.5 mW。

研究了光电探测器(PD)的结构、性能以及后续放大电路, 实现了塑料光纤通信的高速单片集成光接收芯片。首先, 根据工艺流程和参数, 采用器件模拟软件对PD结构进行了建模, 并对其光谱响应度和结电容进行了理论推导及仿真。基于Cadence/spectre软件和仿真得到的PD参数对由跨阻放大器、限幅放大器和输出缓冲电路组成的后续放大电路进行了协同设计。采用0.5 μm BCD(Bipolar, CMOS and DMOS)工艺对单个PD以及PD和后续放大电路单片集成电路进行了流片、封装和测试。结果表明: PD的光谱响应曲线的峰值波长和仿真结果较一致, 约为700 nm, PD结构更适合短波长探测; PD的结电容随着反向电压的增大而减小, 结电容越大, 光接收芯片的带宽越小; 对于650 nm的入射光, 在小于10-9的误码率条件下, 光接收机的灵敏度为-14 dBm; 最后得到了150 Mb/s速率的清晰眼图。实验结果显示, 设计的高速单片集成光接收机可以应用于百兆速率光纤入户通信系统。