低噪声放大器被广泛用于无线通信、雷达、卫星通信[1],是射频接收机前端的重要组成部分,对整个接收机系统的性能起着关键的作用。如图1所示,低噪声放大器作为射频接收机前端的第一个有源电路模块,其噪声系数、线性度和增益将影响接收机的灵敏度和动态范围,从而影响整个系统的性能[1-2]。近年来,无线通信快速发展,各种通信标准出现,对低噪声放大器的频段和线性度提出了不同的要求。一个宽频带的低噪声能满足不同的通信标准的需求,减小低噪声放大器的数量要求,成为研究的热点。各种宽带低噪声放大器被研究者和学者提出,宽带低噪声放大器常见方法有:共栅结构、分布式结构、电阻负反馈结构、增益补偿匹配结构、平衡式结构、有损匹配结构等[3-4]。电阻负反馈电路结构简单、低功耗等特点,成为低成本宽带低噪声放大器最常见方法。
半导体材料作为集成电路发展的基础,在过去的几十年得到飞速发展。其中主要可以分为三个阶段:以硅和锗等单晶体为代表的第一代半导体材料;以砷化镓和磷化铟等化合物为代表的第二代半导体材料;以和碳化硅等宽带隙为代表的第三代半导体材料[5]。1993年,基于第三代半导体GaN 的HEMT被发明后[6],GaN在射频微波领域得到广泛的应用。由于GaN HEMT器件拥有宽带隙、高饱和载流子速度和优异的导热等特性,被广泛应用于在微波功率电路[2]。其后,GaN HEMT被证明拥有低的噪声特性,并被应用在低噪声放大器领域[7]。
王华树,肖知明,马 伟,胡伟波
(南开大学 电子信息与光学工程学院,天津300350)
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