ch5低噪聲放大器

高頻放大器信號放大頻率選擇晶體管選頻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1、晶體管＋諧振回路2、晶體管＋集中選頻濾波器第五章低噪聲放大器特點(diǎn):1.位于接收機(jī)的最前端噪聲越小越好要求有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定的增益2.接收的信號很微弱且變化

小信號線性放大器線性動態(tài)范圍大增益自動控制3.通過傳輸線直接和天線或天線濾波器相連——

匹配4.應(yīng)具有選頻功能，抑制帶外和鏡象頻率干擾本章內(nèi)容：1.低噪聲放大器的性能指標(biāo)

2.

低噪聲放大器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：模型中的每個(gè)參數(shù)均對應(yīng)一定的物理意義適用的頻率范圍較寬舉例：混合型模型1.

物理模型——等效電路模型描述晶體管的兩種模型從模擬晶體管的物理機(jī)構(gòu)出發(fā),用集中參數(shù)元件Ｒ、Ｃ和受控源來表示管內(nèi)的復(fù)雜關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)：各元件參數(shù)物理意義明確,在較寬的頻帶內(nèi)元件值基本上與頻率無關(guān)。缺點(diǎn)：隨器件不同而有不少差別,分析和測量不方便?；旌夕行偷刃щ娐贩ㄝ^適合于分析寬頻帶小信號放大器。π型等效電路2.網(wǎng)絡(luò)模型特點(diǎn)：把晶體管視為一個(gè)雙端口黑盒子，分析其端口參數(shù)適用于特定頻率、線性參數(shù)舉例：S參數(shù)注意：應(yīng)用不同的模型，分析設(shè)計(jì)低噪放的方法不同本章重點(diǎn)——用晶體管的混合型模型分析、設(shè)計(jì)低噪放Ｙ參數(shù)法則是從測量和使用的角度出發(fā),把晶體管作為一個(gè)有源線性雙口網(wǎng)絡(luò),用一組網(wǎng)絡(luò)參數(shù)構(gòu)成其等效電路。優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)出的表達(dá)式具有普遍意義,分析和測量方便。缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與頻率有關(guān)。y參數(shù)等效電路共發(fā)射極晶體管,看作一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò),相應(yīng)的Ｙ參數(shù)方程為：y參數(shù)等效電路與π型等效電路的轉(zhuǎn)換混Π等效電路Y參數(shù)等效電路指標(biāo)0.5μmGaAsFET0.8μmSiBipolar電源電壓3.0V1.9V電源電流4.0mA2.0mA頻率1.9GHZ1.9GHZ

噪聲系數(shù)NF2.8dB2.8dB

增益Gain18.1dB9.5dBIIP3－11.1dBm－3dBmInputVSWR1.51.2OutputVSWR3.11.4隔離21dB21dB低噪放（LNA）——高頻、小信號、線性、選頻放大器5.1低噪聲放大器指標(biāo)（1）低功耗——移動通信的必然要求（2）工作頻率——取決于晶體管的特征頻率與工作點(diǎn)有關(guān)取決于半導(dǎo)體工藝低電源電壓小的靜態(tài)電流——跨導(dǎo)小低噪放（LNA）指標(biāo)分析增益要適中增益小——可降低后級對系統(tǒng)噪聲系數(shù)的影響增益大——后級易產(chǎn)生非線性失真增益取決于跨導(dǎo)

——由工作點(diǎn)決定負(fù)載LNA的負(fù)載形式LC諧振回路——Q值、諧振阻抗集中參數(shù)選頻濾波器——注意阻抗匹配（5）自動增益控制根據(jù)接收信號的強(qiáng)弱自動控制增益信號弱，增益大信號強(qiáng)，增益小，以防后級非線性失真（4）增益衡量指標(biāo)：三階互調(diào)截點(diǎn)IIP3、增益1dB壓縮點(diǎn)（8）隔離度和穩(wěn)定性引起不穩(wěn)定的原因正向傳輸——壓控電流源反向傳輸——極間電容②

失配法——采用共射共基（共源共柵）組合連接改進(jìn)措施①

中和法——用中和電容抵消由引起的反向傳輸輸入（7）線性范圍共射放大器原理圖

基極偏置VBEQ

決定基極偏置電流IBQ集電極電源

VCC負(fù)載電阻RL共同決定工作點(diǎn)Q輸入信號為,

當(dāng)

(

)

時(shí)晶體管可用其等效電路代替輸出電流公式5.2.1雙極型晶體管共射小信號等效電路①理解電路中各元件的物理意義從兩個(gè)層次上加強(qiáng)對等效電路的理解②理解晶體管作為放大器的本質(zhì)注意兩點(diǎn)①電路中的所有參數(shù)均與工作點(diǎn)Q有關(guān)

②該電路是交流小信號等效電路混合型等效電路一個(gè)電壓控制的電流源

——正向傳輸放大器的輸入阻抗，電阻和電容、放大器輸出電阻（很大）ce極限工作頻率－－由等效電路中的電容引起反向傳輸器件引起放大器不穩(wěn)定晶體管作為放大器的本質(zhì)采用晶體管的等效電路模型設(shè)計(jì)、分析低噪聲放大器電路組成：晶體管、偏置、輸入匹配和負(fù)載四大部分典型電路Q晶體管Q偏置電阻、、輸入匹配網(wǎng)絡(luò)負(fù)載：選頻回路交流旁路電容、負(fù)載電阻晶體管、負(fù)載部分接入5.3低噪聲放大器設(shè)計(jì)（2）畫出放大器的交流通路圖（3）代入晶體管的小信號等效電路及參數(shù)，計(jì)算放大器的各項(xiàng)指標(biāo)（1）分析直流偏置，決定直流工作點(diǎn)，得出對應(yīng)工作點(diǎn)的參數(shù)畫交流通路圖的原則：①直流電源是交流地②

大電容（交流旁路電容）短路③

大電感（扼流圈)開路④僅做偏置用的直流電阻可不畫分析電路步驟①畫交流圖電源是交流地去掉偏置大電容短路②代入晶體管等效電路設(shè)晶體管為單向傳輸完整電路對線圈部分接入進(jìn)行折合交流等效電路Ｙ參數(shù)等效電路集電極等效電路經(jīng)阻抗變換后的等效電路選擇回路電抗元件：多級單調(diào)諧回路諧振放大器例

某中頻放大器的通頻帶為６MHz,現(xiàn)采用兩級或三級相同的單調(diào)諧放大器,兩種情況下對每一級放大器的通頻帶要求各是多少？表

單調(diào)諧放大器矩形系數(shù)與級數(shù)的關(guān)系級數(shù)n12345678910矩形系數(shù)Kn01

9.