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稳定低噪声放大器中晶体管工作点的设计方法下

发布时间:2020-07-21 17:34:07 阅读: 来源:板弹簧厂家

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。

本文引用地址:设计过程的第二步将解决晶体管的稳定问题。如前所述,可以通过在输出端(晶体管的集电极或漏级)和地之间并联一个电阻的办法实现稳定,改变这个电阻的阻值可以把K因子调节到1,使得线性参数尤其是S22和S11增大,从而使K因子增加。这种方法在性能上有得有失,因此需要仔细考虑。

LNA电路的ADS原理图见图3,调节输出并联电阻Rstab时的模拟结果如图4,从中不难看出Rstab减小带来的影响。图中曲线对应的Rstab从无穷大开始(红线:结果同前),然后从600Ω降至100Ω,步长是100Ω。

稳定电阻Rstab减小时S21也减小。与此相反,K因子迅速增加。注意此时增益必须减小到一定幅度才能保证K因子位于大于1的“稳定”区域。由于并联电阻位于输出端,输出回损也受到影响。Rstab为300Ω时,增益(S21)减少了0.5dB,从17.2降至16.7dB。

有了稳定电阻,K因子在所有频率下都能保持在高于1的安全范围,晶体管在此应用中表现出无条件的稳定性。噪声系数仅仅略有变化(十分之一dB之内)。这些变化都可以忽略不计。另外,S11丝毫不受影响。

第三步中将得出包含Rstab的新S参数,从而完成设计过程。Rstab被归结到晶体管的S参数之中,可以视之为一组新的S参数。然后通过窄带集总元件设计法实现工作频率上的输入噪声匹配和输出端增益匹配 (图5和图6)。

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