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射频易商城-稳定低噪声放大器中晶体管工作点的设计方法

2022-07-29 19:31   来源: 互联网    阅读次数:3549
射频易商城-稳定低噪声放大器中晶体管工作点的设计方法 


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低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA) 广泛应用于射电天文、 卫星接收、 雷达通信等收信机灵敏度要求较高的领域, 主要作用是放大所接收的微弱信号、 降低噪声、 使系统解调出所需的信息数据。 而噪声系数(Noise Figure, NF) 作为其一项重要的技术指标直接反映整个系统的灵敏度, 所以 LNA 设计对整个系统的性能至关重要。

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。下面复述一下噪声匹配设计的“传统”方法。 对于一个给定的晶体管, 感兴趣的偏移点上的一组 S 和噪声参数 S nm 和 N 已经给出。工作频率上的噪声匹配指数 Γ M (M 表示最小噪声)可以由噪声参数 N 得出, 增益下的负载匹配指数 Γ L (L 代表负载)也能计算得到。 这个过程里稳定性的问题被忽略了, 只能在得出 Γ L 之后加以验证。

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