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采用反向模式SiGe HBT的射频低噪声放大器在极端环境应用中的低温特性研究

DOI：10.1109/TDMR.2018.2878471 期刊：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability 出版年份：2018 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本文介绍了抗辐射射频（RF）低噪声放大器（LNA）的低温性能。该LNA最初是为缓解辐射环境中的单粒子瞬态（SET）效应而设计，其核心级联电路采用反型模式硅锗（SiGe）异质结双极晶体管（HBT）。本原型中，上部共基极SiGe HBT配置为反型模式以实现平衡的射频性能并降低SET敏感性。为拓展反型模式LNA在极端环境中的应用，本研究通过液氮测试评估了78K低温下的射频特性。虽然该SiGe LNA在所有温度条件下均表现出可接受的射频性能，但与常规正向模式设计相比，在78K时观察到明显的增益下降，这归因于反型模式SiGe HBT的高频性能限制。作为指导方案，本文讨论了包括版图优化和掺杂分布调整在内的补偿技术以改善观测到的增益退化问题。
作者： Ickhyun Song，Adilson S. Cardoso，Hanbin Ying，Moon-Kyu Cho，John D. Cressler
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用反型模式硅锗（SiGe）异质结双极晶体管（HBT）的辐射加固射频（RF）低噪声放大器（LNA）在极端环境下的低温性能。

研究成果

基于反型模式的SiGe HBT低噪声放大器在极寒环境下能为极端环境应用提供可接受的射频性能，其表现与传统前向模式设计相当。但在78K温度下观察到明显增益下降，这归因于反型模式SiGe HBT有限的射频性能?；航夥椒òㄆ骷嫱几慕⒄嗯ǘ确植加呕捌糜呕际?。

研究不足

研究发现，在逆向模式低噪声放大器中，相较于传统正向模式设计，在78K温度下出现了明显的增益下降，这归因于逆向模式硅锗异质结双极晶体管在低温环境下高频性能受限。该结果表明，若不进行进一步优化，逆向模式硅锗异质结双极晶体管在低温应用中可能存在使用限制。

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