随着毫米波技术的迅速发展,越来越多的通信和雷达系统被设计工作在毫米波频段,这就对毫米波集成接收前端以及毫米波单片集成电路(MMIC)有大量的需求。毫米波低噪声放大器(LNA)是毫米波集成接收前端的核心器件,它的噪声系数基本上决定了整个接收前端的噪声性能。本课题即是为研制Ka波段单片集成低噪声放大器而开展的。本文设计的MMIC LNA选择0.15μm PHEMT (pseudomorphic high electron-mobility transistor)低噪声工艺线,采用了四级共源放大的拓扑结构以获得高增益,每一级放大器针对不同的设计目标设计成各自带有输入、输出T型匹配网络的单级放大器。为了实现优良的电路性能,本文采用如下设计:1.采用四级级联放大技术实现了26.5±2dB增益的Ka波段单片LNA。2.在每级放大器源极串接微带负反馈电路以同时实现输入共轭匹配和噪声匹配,提高了增益,减少了噪声,保证了稳定性。3.采用自给偏置电路供电,只需要对漏极供电VDS,减少了供电电源数目;同时将偏置电路和匹配电路用一个并联分支线来实现,减小了芯片面积、降低成本和体积。4.采用两个Lange coupler构成平衡式结构,提高了输出功率,改善了驻波性能,提高了稳定性。加工制作的LNA芯片面积为3.85mm×1.9mm,采用模块法进行测试,在33.5-36.5GHz频率范围内,实现增益26.5±2dB,噪声系数低于3.5dB,输入、输出回波损耗优于-8dB,在中心频率35GHz处增益达28.5dB,噪声系数为2.8dB。