0 引言

    隨著無線通信的快速發展，低頻段已不能滿足應用需求，使用頻段逐漸向高頻段發展。在X~Ku波段中，12 GHz頻段被廣泛用于衛星廣播業務和高清電視數字廣播通信系統，同時，12 GHz頻段還有望被用于5G通信服務^[1-2]。除此之外，該頻段也被用于個人醫療健康檢測，從生物電信號中提取特征信息以實時監測人體的健康狀況^[3]。12 GHz低噪聲放大器是該類應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的設計變得困難，各項性能指標難以同時達到更好，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^[4]。

    目前報道的文獻中，大都采用多級級聯以提高放大器的增益，級間需要匹配增加了電路的復雜程度以及芯片面積。在文獻[5]中，使用了共源共柵結構和共源級設計LNA，實現了較高的峰值增益，但是，其使用了三級結構，而且工作頻率較低；文獻[6]中也使用了共源共柵結構設計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，無法實現較高的增益和較低的噪聲系數；文獻[7]中基于GaN工藝設計的LNA在X波段下可實現較高的增益，但是噪聲系數和功耗很高；文獻[8]中采用級聯共源級實現的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體結構應用于放大器的設計。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，這種特殊的結構可使電子聚集在InGaAs層的半導體界面附近，由于兩側是高能帶材料，因此電子在聚集層中具有非常高的流動速度。這種結構器件具有高的飽和電子速度、輸出跨導、器件電流等，從而可獲得更高的增益和較低的噪聲系數，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2

(1.成都飛機工業(集團)有限責任公司，四川 成都610090；2.四川大學 物理學院，四川 成都610065)