大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)微波晶體管放大器設(shè)計(jì)

-.z.微波晶體管放大器設(shè)計(jì)導(dǎo)師：學(xué)生：1.引言隨著通信技術(shù)特別是無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于無(wú)線通信終端的要求進(jìn)一步提高，作為承擔(dān)天線感應(yīng)下來(lái)的微弱信號(hào)放大任務(wù)的低噪聲放大器也必須進(jìn)一步的適應(yīng)通信信號(hào)對(duì)其的要求。通信信號(hào)本身就是高頻載波信號(hào)，這就要求低噪聲放大器能夠在高頻情況下工作。由于硅器件的截止頻率fT為50GHz的理論極限已在日趨接近。在這種情況下，由于三~五族化合物半導(dǎo)體GaAs的電子遷移率比硅高出5倍，目前的戒指頻率fT已經(jīng)超過(guò)了100GHz，集成化技術(shù)也取得很大進(jìn)展，但是GaAs材料具有明顯的缺點(diǎn)：價(jià)格貴它的晶片制造工藝復(fù)雜，難度大，機(jī)械強(qiáng)度不好，容易碎片；熱導(dǎo)率低，只有硅材料的1/3。更主要的是GaAs工藝與硅平面工藝不能兼容。使得現(xiàn)有的無(wú)法繼續(xù)使用，如更換器材成本太大。所以這些缺點(diǎn)很大程度上影響了GaAs器件及其集成電路技術(shù)的發(fā)展。在本世紀(jì)80年代，在硅片上外延生長(zhǎng)出了高質(zhì)量的SiGe應(yīng)變材料，人們利用“能帶工程”理論成功地研制出Si1-*Ge*基區(qū)的雙極性異質(zhì)結(jié)晶體管，由于Si1-*Ge*應(yīng)變材料，電子遷移率高，其禁帶寬度可通過(guò)Ge組分變化調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，顯示出獨(dú)特的有價(jià)值的物理性質(zhì)。在高頻、高速、光電、低溫等器件及集成電路應(yīng)用方面有非常重要的意義。2.國(guó)內(nèi)外SiGe技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀早在20世紀(jì)50年代中期，Kroemer就提出異質(zhì)結(jié)器件的原理和概念。由于Si和Ge晶格失配達(dá)4％，SiGe材料的制備有很大難度。直到80年代，異質(zhì)結(jié)技術(shù)才有明顯發(fā)展。早期在Si襯底上生長(zhǎng)SiGe外延層的研究主要采用MBE方法。1975年，Kasper等人發(fā)表了關(guān)于在Si襯底上MBE生長(zhǎng)Si/Ge超晶格的文章，對(duì)SiGe生長(zhǎng)中由于晶格失陪引起的位錯(cuò)以及位錯(cuò)對(duì)電學(xué)和光學(xué)性能的影響進(jìn)行了許多研究，生長(zhǎng)出全應(yīng)變，低缺陷密度的高質(zhì)量SiGe/Si異質(zhì)結(jié)材料。隨后各種SiGe/Si異質(zhì)結(jié)期間相繼研制成功，如：SiGeHBT，應(yīng)變SiGe溝道的P-MosFET和馳豫SiGe/Si應(yīng)變電子溝道N-MosFET。目前SiGeHBT的fT超過(guò)200GHz，2GHz下，噪聲系數(shù)〈0.5dB，不但可以用于移動(dòng)通信，并完全快滿足局域網(wǎng)和光纖通信的要求。1998年德國(guó)TEMIC和美國(guó)IBM公司先后宣布SiGe器件量產(chǎn)，此后SiGe器件開(kāi)始快速應(yīng)用于1-40GHz的通訊和超高速電路領(lǐng)域，特別是SiGe高頻低噪聲和大功率產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各類通信領(lǐng)域，產(chǎn)生巨大商業(yè)價(jià)值。國(guó)內(nèi)在技術(shù)研究方面相對(duì)國(guó)際比較落后。清華大學(xué)微電子所自行研制了適于工業(yè)生產(chǎn)的UHV/CVD式單片SiGe外延設(shè)備，并用此設(shè)備生長(zhǎng)出器件質(zhì)量的Si/SiGe異質(zhì)結(jié)材料。3.SiGeHBT的基本性質(zhì)（補(bǔ)充能帶圖，并講清楚能帶變化帶來(lái)的好處，有個(gè)公式）SiGeHBT中的SiGe材料作基區(qū)，由于Ge在Si中的引入，使基區(qū)禁帶寬度變小，能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。由于這種變化，SiGeHBT呈現(xiàn)出許多優(yōu)于Si同質(zhì)結(jié)雙極晶體管的重要特性，而它又具有GaAs不可比擬的價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，所以SiGeHBT在無(wú)線通訊和光纖通訊中得到廣泛的應(yīng)用。基區(qū)SiGe中Ge含量的分布可以有均勻、三角、體型等形態(tài)。3.1SiGeHBT的直流特性直流增益β和厄利電壓Va是HBT直流的重要參數(shù)。他們都和SiGeHBT基區(qū)Ge含量有關(guān)。對(duì)于RF和微波應(yīng)用，他們的乘積也是一個(gè)重要指標(biāo)，βVa值越大，輸出電流對(duì)偏置電壓的波動(dòng)越不敏感，輸出越穩(wěn)定。3.2SiGeHBT的交流特性SiGeHBT的交流頻率主要有兩個(gè)參數(shù)表征，即交流截至頻率fT和最大震蕩頻率fMA*。交流截至頻率（或電流增益截至頻率）fT，定義為電流增益為1時(shí)的頻率；最大震蕩頻率fMA*，則定義為功率增益為1時(shí)的頻率。截止頻率表達(dá)為гb、гc、和гe分別表示載流子在基區(qū)、發(fā)射區(qū)和收集去的傳輸時(shí)間分別表示載流子在EB結(jié)耗盡區(qū)和CB結(jié)耗盡區(qū)的渡越時(shí)間。一般而言fT由基區(qū)渡越時(shí)間和發(fā)射區(qū)渡越時(shí)間決定。這兩個(gè)渡越時(shí)間都是因?yàn)镚e的摻入而減小，所以得到很大的提高。最大震蕩頻率表達(dá)式如下其中，為基區(qū)電阻，為收集極-基極電容。模擬分析表明，Ge的存在減小了基區(qū)電阻。當(dāng)基區(qū)摻雜濃度高時(shí)，Ge含量越高基區(qū)電阻越小。電阻的減小是由于載流子遷移率提高的結(jié)果。相比而言，同質(zhì)結(jié)BJT為保證電流增益，必須很大（NE，NB分別為E區(qū)和B區(qū)摻雜濃度），由于基區(qū)摻雜較小較大，fMA*必然很小，因而電流增益β和fMA*是相互制約的。在SiGe/SiHBT中，SiGe基區(qū)可以進(jìn)行高摻雜，同時(shí)保證合適的電流增益β，因而很小，fMA*可得到提高（放在前面，結(jié)合能帶圖講SiGeHBT的優(yōu)點(diǎn)）。3.3SiGeHBT的噪聲特性主要的4個(gè)噪聲源是：電阻的熱噪聲，基區(qū)電阻的熱噪聲，發(fā)射極的散粒噪聲和收集極的隔離噪聲。噪聲系數(shù)和基區(qū)電阻、基區(qū)渡越時(shí)間、電流增益有關(guān)，越小、越小、越大，噪聲系數(shù)F越小。SiGeHBT中Ge的引入減小了和，提高了，這些都是使晶體管噪聲特性得到改善。相比而言，SiＨＢＴ的基區(qū)摻雜不可能很高，嚴(yán)重影響了和，導(dǎo)致其噪聲特性較差。（看文檔相關(guān)部分）3.4SiGeHBT的結(jié)構(gòu)及制作工藝SiGeHBT主要有兩種設(shè)計(jì)方案，一種是德國(guó)的（DBAG）設(shè)計(jì)，另一種是IBM設(shè)計(jì)。如圖：Temic反感的主要特點(diǎn)在于SiGe基區(qū)很薄，Ge組分高、基區(qū)高摻雜。由于基區(qū)很薄，電子在基區(qū)中渡越時(shí)間很短，可以實(shí)現(xiàn)高的值；高Ge組分基區(qū)及中雜引起的帶隙收縮使得期間在發(fā)射區(qū)濃度遠(yuǎn)低于基區(qū)摻雜濃度時(shí)仍可獲得高的電流增益；小的基區(qū)電阻和小的收集極/基極電容是獲得的必要條件，設(shè)計(jì)中由于基區(qū)中摻雜，所以本征電阻值很小，基區(qū)接觸電阻占主導(dǎo)地位，采用或者合金做接觸材料可以改善基區(qū)接觸電阻，很容易獲得極小的基區(qū)電阻值，所以能夠得到很高；另外由于基區(qū)電阻很小，得噪聲特性很好。IBM設(shè)計(jì)方案中基區(qū)Ge含量較低，基區(qū)教寬，基區(qū)摻雜也較低，該方案最大的特點(diǎn)是基區(qū)Ge含量采用漸變的形式。漸變的Ge組分的形式在基區(qū)形成一個(gè)飄移場(chǎng)，減小了基區(qū)渡越時(shí)間，改善了特性；基區(qū)摻雜濃度較低，通過(guò)選用大的的比值可以提高；同時(shí)，IBM設(shè)計(jì)的方案也獲得了較好的基區(qū)電阻和寄生效應(yīng)，從而得到了較高的和很低的噪聲。3.5SiGe器件在低噪聲放大器方面的應(yīng)用（整合）低噪聲放大器在接收機(jī)中起著重要的作用，當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，它能夠基本無(wú)附加噪聲（低噪聲）的放大，以達(dá)到所要求的信噪比，當(dāng)輸入信號(hào)很大時(shí)，LNA（LowNoiseAmplifer）可以無(wú)失真的接收大信號(hào)。適合LNA設(shè)計(jì)是當(dāng)今通信電路的一個(gè)關(guān)鍵。LNA設(shè)計(jì)要求同時(shí)滿足高增益、低噪聲、輸入輸出匹配、工作穩(wěn)定、高線性度。如圖：G：增益4.微波晶體管的設(shè)計(jì)指標(biāo)與器件的選用4.1設(shè)計(jì)預(yù)期指標(biāo)工作頻率：1.575GHz增益：≥16dB駐波比：≤2：1噪聲系數(shù)：≤1.5dB50Ω輸入匹配較好線性度4.2各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)考慮及提出依據(jù):低噪聲放大器作為通信系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，它的技術(shù)指標(biāo)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能好壞，合理的技術(shù)指標(biāo)不僅是系統(tǒng)的要求也是一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)能否順利完成、一個(gè)器件的性能能否充分挖掘和利用的關(guān)鍵。噪聲系數(shù)NF（解釋噪聲系數(shù)，級(jí)聯(lián)公式）這項(xiàng)指標(biāo)是設(shè)計(jì)目標(biāo)中最重要的一項(xiàng)，用輸出信噪比和輸入信噪比的比值F表示，由噪聲系數(shù)的級(jí)聯(lián)公式可知，作為系統(tǒng)的最前端對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響是最大的，而噪聲系數(shù)直接影響接收機(jī)的靈敏度。增益G根據(jù)噪聲級(jí)聯(lián)公式，接收機(jī)前端的增益必須足夠高以克服后級(jí)噪聲的影響，另一方面因?yàn)殡娐芬軌虻挚馆^強(qiáng)的帶外干擾，過(guò)高的增益會(huì)增加后級(jí)電路的負(fù)擔(dān)，主要指線性指標(biāo)和增益壓縮，另外在射頻頻率上取得高增益代價(jià)較大，增益過(guò)高還容易造成電路不穩(wěn)定，所以必須對(duì)整個(gè)接收鏈路的增益分配進(jìn)行合理安排。輸入駐波比低噪聲放大器的主要指標(biāo)是噪聲系數(shù)，所以輸入匹配電路必然偏離駐波比最佳的共扼匹配狀態(tài)，但由于輸入信號(hào)極其微弱，駐波比過(guò)大引起的反射損耗是不能接受的，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須在噪聲系數(shù)和輸入駐波比之間做一定的折衷。穩(wěn)定性為了保證放大器在系統(tǒng)中穩(wěn)定工作，不發(fā)生自激振蕩，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證在器件工作*圍內(nèi)全頻段穩(wěn)定各項(xiàng)指標(biāo)之間的矛盾和折衷在射頻電路設(shè)計(jì)中，為了設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的設(shè)計(jì)，必須對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行不同程度的折中，因?yàn)楦黜?xiàng)指標(biāo)之間是相互影響并且相互制約的。噪聲系數(shù)和輸入駐波之間的折衷：由于最優(yōu)噪聲匹配點(diǎn)并非共扼匹配點(diǎn)，所以為了兼顧兩者，常常采用負(fù)反饋的方法。噪聲系數(shù)和增益之間的折衷：由于最優(yōu)噪聲匹配點(diǎn)并非共扼匹配點(diǎn)，最小噪聲和最大增義不能同時(shí)滿足，為了獲得低噪聲系數(shù)往往犧牲一定的增益。穩(wěn)定性與其它指標(biāo)的折衷：為了獲得穩(wěn)定性所加入的反饋或者阻性負(fù)載對(duì)增益和噪聲等其它指標(biāo)都會(huì)有所影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須合理權(quán)衡。4.3器件的選擇此次設(shè)計(jì)用的三極管為BFP640，這是一款高增益低噪聲的SiGeHBT，非常適合GPS（GlobalPositioningSatellite）低噪聲放大器的應(yīng)用。晶體管的封裝寄生參數(shù)如下：=LNA噪聲=頻率Nf溫度1525.4MHz0.89dB66.1K1535.4MHz0.91dB67.5K1545.4MHz0.90dB66.8K1555.4MHz0.92dB68.8K1565.4MHz0.92dB68.5K1575.4MHz0.92dB68.4K1585.4MHz0.89dB66.3K1595.4MHz0.92dB68.5K1605.4MHz0.92dB68.2K1615.4MHz0.93dB69K1625.4MHz0.91dB67.6K從表中可以看出在所要求的工作頻率上，晶體管可以得到比較小的噪聲，適合運(yùn)用在本次設(shè)計(jì)中。5.微波低噪聲放大器的設(shè)計(jì)5.1晶體管直流偏置點(diǎn)的選擇器件一旦選定之后，就要對(duì)直流偏置點(diǎn)進(jìn)行選擇，因?yàn)闊o(wú)論是小信號(hào)特性（噪聲系數(shù)，S參數(shù)），還是大信號(hào)特性，在不同的工作點(diǎn)下都是不同的，工作點(diǎn)一定時(shí)，在不同的工作頻率，器件特性也是不同的，所以根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要的工作頻率選定合適的偏置點(diǎn)。偏置點(diǎn)選定后就應(yīng)該選取合適的偏置電路結(jié)構(gòu)，一般無(wú)源偏置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，但如果在溫度變化很大的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，為了保證偏置點(diǎn)的穩(wěn)定，有源偏置是較好的選擇。另外偏置電路的設(shè)計(jì)必須保證對(duì)放大器匹配電路工作不會(huì)造成影響，同時(shí)也可以利用偏置電路提高放大器的一些工作特性，如偏置電阻就可以提高放大器的穩(wěn)定性。有些場(chǎng)合下偏置電路和匹配電路是結(jié)合在一起的，如高通結(jié)構(gòu)的匹配電路常用并聯(lián)的匹配電感同時(shí)作為偏置扼流線圈。通過(guò)對(duì)晶體管參數(shù)的研究，此次的晶體管直流偏置選在VCE=2.5V,IC=10mA點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)可以獲得較好的性能。晶體管在此偏置點(diǎn)不同頻率下的參數(shù)如下：!fS11S21S12S22!GHzMAGANGMAGANGMAGANGMAGANG0.9000.6032-76.817.023119.60.040257.30.6937-41.21.0000.5707-82.915.956115.50.042855.30.6555-43.61.1000.5405-88.714.963111.90.045253.70.6202-45.51.2000.5127-94.114.052108.60.047452.20.5880-47.11.3000.4875-99.213.227105.50.049551.00.5589-48.51.4000.4653-104.112.489102.60.051549.90.5328-49.71.5000.4458-108.811.83499.90.053449.00.5095-50.71.6000.4290-113.311.25597.30.055348.30.4888-51.61.7000.4144-117.710.73894.70.057147.60.4702-52.41.8000.4017-121.810.27092.30.058946.90.4535-53.21.9000.3903-125.89.83790.00.060846.40.4382-53.82.0000.3798-129.79.42787.90.062645.80.4241-54.42.2000.3608-137.38.65084.00.066244.80.3986-55.42.4000.3446-144.57.95080.40.069843.70.3764-56.22.6000.3333-151.47.40776.80.073442.70.3581-57.02.8000.3268-157.67.03473.20.077141.70.3434-57.93.0000.3162-164.36.45870.20.080940.60.3281-58.43.5000.3076-178.35.67762.00.090438.10.3043-61.54.0000.3052169.65.00455.00.099835.00.2738-64.34.5000.3122158.24.50048.10.109232.00.2538-66.05.0000.3205147.14.07241.20.118928.70.2389-68.85.5000.3301137.43.71835.00.128625.40.2191-73.06.0000.3438128.83.44228.60.138821.90.1997-75.9!fFminGammaoptrn/50!GHzdBMAGANG-0.9000.470.15190.111.8000.700.06-270.102.4000.760.05200.113.0000.850.071780.104.0000.910.14-920.125.0001.010.28-700.176.0001.190.25-890.165.2晶體管匹配點(diǎn)的選取由于低噪聲放大器處理的是微弱信號(hào)，所以要求它既有低噪聲又有小的輸入駐波比。但是，放大器共軛匹配時(shí)的源反射系數(shù)гin和最佳噪聲匹配的源反射系數(shù)гopt往往是不相等的，很多時(shí)候還相差較遠(yuǎn)，這使我們經(jīng)常不得不在兩者之間進(jìn)行折衷。下圖是典型的晶體管二端口網(wǎng)絡(luò)示意圖：圖一：圖一：晶體管二端口網(wǎng)絡(luò)示意圖匹配晶體管匹配設(shè)計(jì)思路是在保證放大器穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上гs在гin和гopt之間取一折衷值,然后гL取гout的共軛，即輸入失配法。但在很多情況下的輸入駐波比和噪聲系數(shù)不能同時(shí)兼顧，往往要用較大的輸入駐波比換取滿意的噪聲性能，這對(duì)于輸入信號(hào)極其微弱的低噪聲放大器是不能接受的。圖二：射極串聯(lián)電感的晶體管等效示意圖射極（源極）反饋的方法可以較好地解決這個(gè)問(wèn)題，就是在гopt相對(duì)固定的情況下，通過(guò)改變晶體管的輸入阻抗Zin從而改變гin，使гin和гopt接近甚至重合，從而同時(shí)得到較小的駐波比和較小的噪聲系數(shù)。下面以雙極型晶體管（BJT）為例說(shuō)明其原理。圖二：射極串聯(lián)電感的晶體管等效示意圖圖二為BJT晶體管射極串聯(lián)電感Le后的等效電路圖。由圖二可得,輸入阻抗為：式中：把和帶入的表達(dá)式：＝=可見(jiàn)，比起原來(lái)的，射極加一電感后，輸入阻抗的實(shí)部和虛部均增加了一個(gè)和Le有關(guān)的項(xiàng)，通過(guò)調(diào)整Le的值改變Zin，可以使共軛匹配時(shí)對(duì)應(yīng)的Zsource和гopt對(duì)應(yīng)的輸入阻抗接近甚至重合。下圖為用仿真軟件ADS模擬的射極加電感前后的效果圖加入電感之前的穩(wěn)定圓（紅色），增益（藍(lán)色），噪聲（灰色）。從圖中可以看出在未改善穩(wěn)定性之前，系統(tǒng)是潛在不穩(wěn)定，且增益圓與噪聲相距很遠(yuǎn)，噪聲和增益折衷困難。加入電感后可以看到Smith圓圖的變化，系統(tǒng)絕對(duì)穩(wěn)定且噪聲與增益圓的圓心也靠近了不少，可見(jiàn)電感的作用對(duì)于改善系統(tǒng)的性能有著明顯的作用。但是，射極的感性反饋同時(shí)會(huì)帶來(lái)增益降低和高頻的穩(wěn)定性變差的問(wèn)題，這限制了反饋量的增加。如果輸入駐波比和噪聲系數(shù)不能改善到令人滿意的程度，可以通過(guò)制造一定的輸出失配來(lái)進(jìn)一步解決。由等式：可見(jiàn)，輸入反射系數(shù)和輸出反射系數(shù)有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，理論上總可以找到一個(gè)合適的гL值，使гIN等于гopt的共軛，這樣最小噪聲和共軛匹配同時(shí)得到滿足。但這樣的運(yùn)算可能得到，這時(shí)候單改變гL已經(jīng)不能達(dá)到目標(biāo)；射極感性反饋實(shí)際上是通過(guò)改變二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)來(lái)改變гin，所以，兩者結(jié)合起來(lái)就可以得到合適的гin使其滿足要求。當(dāng)然，改變гL要考慮輸出駐波比的問(wèn)題，輸出駐波比過(guò)大會(huì)影響輸出功率和增益，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮。穩(wěn)定電路的設(shè)計(jì)和匹配點(diǎn)的選取首先，電路的整個(gè)交流系統(tǒng)應(yīng)該在一個(gè)穩(wěn)定的條件下工作，即匹配點(diǎn)的選取應(yīng)該在穩(wěn)定圓之內(nèi)。利用ADS輔助設(shè)計(jì)軟件可以畫(huà)出穩(wěn)定圓和其他相應(yīng)圓圖的圖形。改變穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的方法基本是采用在基極或者集電極并聯(lián)或串聯(lián)電阻實(shí)現(xiàn)。并聯(lián)或者串聯(lián)的電阻都會(huì)影響到S參數(shù)，使其變化，從而達(dá)到穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的要求。在此采用在集電極并聯(lián)一個(gè)100Ω，采用100Ω電阻一方面通過(guò)并聯(lián)電阻可以滿足電路的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，即達(dá)到絕對(duì)穩(wěn)定。另一方面考慮實(shí)際100Ω的電阻也比較容易找到。其輸入輸出Smith圓圖如下圖從圖中可以看出穩(wěn)定性圓已經(jīng)覆蓋整個(gè)Smith圓圖，就是說(shuō)在Smith圓圖中選擇任意的匹配點(diǎn)晶體管都會(huì)穩(wěn)定的工作。此電路的發(fā)射極電感用兩個(gè)并聯(lián)的微帶線代替，主要是由于在調(diào)試過(guò)程中，讓穩(wěn)定性圓能夠覆蓋整個(gè)Smith圓圖，并且能夠盡量讓增益圓與噪聲源靠近的電感值非常的小，實(shí)際中太小的電感值誤差較大且也不一定有所需要的數(shù)值，所以采用微帶線來(lái)代替電感。采用兩條微帶線的原因是晶體管BFP640擁有兩個(gè)發(fā)射極管腳。其中微帶線的寬度為10mil，長(zhǎng)度為30mil。Mil為毫英寸1mm=39.37mil因?yàn)樽詈蟮陌鎴D中器件的連接都應(yīng)該是采用微帶線來(lái)連接，所以對(duì)上試電路進(jìn)行一定的改進(jìn)。如下圖：仿真后得到得到噪聲圓與增益圓如下圖匹配的原則是盡量使гin與гS,гout與гL之間達(dá)到共軛匹配，從而達(dá)到最小駐波比。進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)低噪聲放大器的目標(biāo)要求。在匹配點(diǎn)的選取中應(yīng)該盡量靠近兩個(gè)圓的圓心，當(dāng)然也要考慮匹配的問(wèn)題，這主要是由于越靠近兩個(gè)圓的圓心，在噪聲圓內(nèi)放大器的噪聲越小，在增益圓內(nèi)增益越大。在輸出電路的匹配點(diǎn)的選取時(shí)主要是主要的，由于輸入電路的匹配點(diǎn)基本已經(jīng)選定，并且匹配的比較完美，所以輸出電路可以采用一定的失配，由上圖可以看出，此時(shí)的駐波比在1.6GHz處均小于目標(biāo)的2。k的系數(shù)大于1，說(shuō)明電路處于絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。所以匹配點(diǎn)選取以下值此時(shí)的其值大于1，說(shuō)明電路處于絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。輸入輸出電路設(shè)計(jì)由于輸入輸出電路的匹配點(diǎn)已經(jīng)確定，則輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的反射系數(shù)就已經(jīng)確定，并且由上圖輸入與輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗也可以直接讀出。阻抗的匹配方法基本有八種，此次在輸入網(wǎng)絡(luò)中采用串聯(lián)電容、并聯(lián)電感的方法。此時(shí)的S（1.1），輸入反射系數(shù)在Smith圓圖上的位置如下只有當(dāng)其處于Smith圓的圓心時(shí)才說(shuō)明輸入端匹配。所以應(yīng)繼續(xù)調(diào)節(jié)電容與電感的數(shù)值使輸入電路達(dá)到匹配?？紤]到器件的連接是使用微帶線因該在器件之間采用微帶線來(lái)連接，這樣S參數(shù)又會(huì)產(chǎn)生變化，可以通過(guò)調(diào)節(jié)圖中TL1的長(zhǎng)度來(lái)使輸入網(wǎng)絡(luò)仍然匹配。最終形成如下輸入匹配網(wǎng)絡(luò)。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)過(guò)程與輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的方法類似。最終形成輸出網(wǎng)絡(luò)如下：上圖說(shuō)明輸出網(wǎng)絡(luò)電路是匹配的。輸入與輸出網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，在此測(cè)量其反射系數(shù)與相關(guān)參數(shù)。整個(gè)電路連接后，為了使我們需要的電路性能參數(shù)更準(zhǔn)確，可以用優(yōu)化的方法對(duì)電路中微帶線的長(zhǎng)度進(jìn)行更精確的微調(diào)。所以