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射频易商城_低噪声放大器芯片_稳定低噪放中晶体管工作点的办法

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稳定低噪声放大器中晶体管工作点的设计方法

多数情况下有用信号都是非常微弱的，在这些应用中噪声系数成了表征晶体管性能优劣的主要参数。本文讨论了一种添加并联电阻来稳定低噪声放大电路中晶体管工作点的设计方法。几乎所有通信系统的接收电路的输入级都要用到低噪声放大器(LNA)，作用是放大有用信号的同时避免恶化信噪比。多数情况下有用信号都是非常微弱的，在这些应用中噪声系数成了表征晶体管性能优劣的主要参数。噪声系数反映了晶体管引入噪声的最小值，它不是一个绝对的数值，它与偏移量尤其是输入匹配条件有关。正如许多微波教科书中所描述的那样，为特定的晶体管设计匹配网络非常容易，工程师仅需了解该晶体管相关偏移点的 S 和噪声参数即可。然而如果考虑稳定性就会出现问题。教科书中关于噪声匹配的标准设计步骤是设置输入噪声与输出增益匹配，没有太多顾及晶体管工作点的稳定。稳定性的检验通常是在设计完成后才进行。幸运的是，设计 LNA 时有可能做到“稳定”晶体管的工作点，总的原则是降低整个 LNA的增益，这将有助于提高 K 因子从而稳定 LNA。从电路设计的角度来看，这样做存在着以下的可能性：1、输出失配。该方案将降低增益，提高稳定性。但这会带来下一级 LNA 的匹配问题，S22 也有可能恶化。观察 2 式的分子部分容易看出，这种方法并不一定真正能增大 K 因子。2、引入一定量的电阻反馈。通常的发射/源电路中，反馈一般用在基极/栅级和集电极/漏级之间。多数场合里可以利用一个电容来隔离相邻级间不同的直流电平。由于该方案同时也改变了输入参数，因此噪声参数变化较大，需要进行一定的调整。3、输出级(集电极/漏级) 通过电阻与地相连，这会带来很多好处。比如增益会有所减小，如果阻性负载在一个合适的范围之内则能提高 S22。这两种效果都会导致 K 因子增大。另外，该方案易于与输出偏置电路协同工作。这项技术的个实例是 NEC/CEL(www.cel.com) 的模型晶体管器件 NE661M04的 s2p 文件，格式为 Touchstone，其中包含噪声参数。基于该实例的器件是一款硅材料双极型晶体管，在设计 LNA 时能够实现无条件的稳定。