低噪声放大器（ LN A）是射频收发机的一个重要组成部分， 它能有效提高接收机的接收灵敏度， 进而提高收发机的传输距离。因此低噪声放大器的设计是否良好， 关系到整个通信系统的通信质量。本文以晶体管ATF54143 为例， 说明两种不同低噪声放大器的设计方法， 其频率范围为2~ 2. 2 GHz；晶体管工作电压为3 V；工作电流为40 mA输入输出阻抗为50Ω。3 r b2 {, e, E# t4 w. D+ L
1 定性分析
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1. 1 晶体管的建模
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通过网络可以查阅晶体管生产厂商的相关资料， 可以下载厂商提供的该款晶体管模型， 也可以根据实际需要下载该管的S2P 文件。本例采用直接将该管的S2P文件导入到软件中， 利用S 参数为模型设计电路。如果是第一次导入， 则可以利用模块SParams 进行S 参数仿真， 观察得到的S 参数与S2P 文件提供的数据是否相同， 同时， 测量晶体管的输入阻抗与对应的最小噪声系数， 以及判断晶体管的稳定性等， 为下一步骤做好准备。
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1. 2 晶体管的稳定性
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, |+ p! t2 ?* l h 对电路完成S 参数仿真后， 可以得到输入/ 输出端的mu 在频率2~ 2. 2 GHz 之间均小于1， 根据射频相关理论， 晶体管是不稳定的。通过在输出端并联一个10 Ω和5 pF 的电容， m2 和m3 的值均大于1， 如图1，图2 所示。晶体管实现了在带宽内条件稳定， 并且测得在2. 1 GHz 时的输入阻抗为16. 827- j16. 041。同时发现， 由于在输出端加入了电阻， 使得Fmin由0. 48 增大到0. 573，Topt 为0. 329 ∠125. 99°， Zopt = （ 30. 007 +j17. 754） &Omega。其中， Topt 是最佳信源反射系数。 |
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