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穩(wěn)定低噪聲放大器中晶體管工作點的設計方法(下)

作者: 時間:2013-08-21 來源:網(wǎng)絡 收藏

多數(shù)情況下有用信號都是非常微弱的,在這些應用中噪聲系數(shù)成了表征晶體管性能優(yōu)劣的主要參數(shù)。本文討論了一種添加并聯(lián)電阻來穩(wěn)定低噪聲放大電路中晶體管工作點的設計方法。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/174800.htm

設計過程的第二步將解決晶體管的穩(wěn)定問題。如前所述,可以通過在輸出端(晶體管的集電極或漏級)和地之間并聯(lián)一個電阻的辦法實現(xiàn)穩(wěn)定,改變這個電阻的阻值可以把K因子調節(jié)到1,使得線性參數(shù)尤其是S22和S11增大,從而使K因子增加。這種方法在性能上有得有失,因此需要仔細考慮。

LNA電路的ADS原理圖見圖3,調節(jié)輸出并聯(lián)電阻Rstab時的模擬結果如圖4,從中不難看出Rstab減小帶來的影響。圖中曲線對應的Rstab從無窮大開始(紅線:結果同前),然后從600Ω降至100Ω,步長是100Ω。

穩(wěn)定電阻Rstab減小時S21也減小。與此相反,K因子迅速增加。注意此時增益必須減小到一定幅度才能保證K因子位于大于1的“穩(wěn)定”區(qū)域。由于并聯(lián)電阻位于輸出端,輸出回損也受到影響。Rstab為300Ω時,增益(S21)減少了0.5dB,從17.2降至16.7dB。

有了穩(wěn)定電阻,K因子在所有頻率下都能保持在高于1的安全范圍,晶體管在此應用中表現(xiàn)出無條件的穩(wěn)定性。噪聲系數(shù)僅僅略有變化(十分之一dB之內)。這些變化都可以忽略不計。另外,S11絲毫不受影響。

第三步中將得出包含Rstab的新S參數(shù),從而完成設計過程。Rstab被歸結到晶體管的S參數(shù)之中,可以視之為一組新的S參數(shù)。然后通過窄帶集總元件設計法實現(xiàn)工作頻率上的輸入噪聲匹配和輸出端增益匹配 (圖5和圖6)。


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