穩定低噪聲放大器中晶體管工作點(diǎn)的設計方法(下)

多數情況下有用信號都是非常微弱的，在這些應用中噪聲系數成了表征晶體管性能優(yōu)劣的主要參數。本文討論了一種添加并聯(lián)電阻來(lái)穩定低噪聲放大電路中晶體管工作點(diǎn)的設計方法。

設計過(guò)程的第二步將解決晶體管的穩定問(wèn)題。如前所述，可以通過(guò)在輸出端(晶體管的集電極或漏級)和地之間并聯(lián)一個(gè)電阻的辦法實(shí)現穩定，改變這個(gè)電阻的阻值可以把K因子調節到1，使得線(xiàn)性參數尤其是S22和S11增大，從而使K因子增加。這種方法在性能上有得有失，因此需要仔細考慮。

LNA電路的ADS原理圖見(jiàn)圖3，調節輸出并聯(lián)電阻Rstab時(shí)的模擬結果如圖4，從中不難看出Rstab減小帶來(lái)的影響。圖中曲線(xiàn)對應的Rstab從無(wú)窮大開(kāi)始(紅線(xiàn)：結果同前)，然后從600Ω降至100Ω，步長(cháng)是100Ω。

穩定電阻Rstab減小時(shí)S21也減小。與此相反，K因子迅速增加。注意此時(shí)增益必須減小到一定幅度才能保證K因子位于大于1的“穩定”區域。由于并聯(lián)電阻位于輸出端，輸出回損也受到影響。Rstab為300Ω時(shí)，增益(S21)減少了0.5dB，從17.2降至16.7dB。

有了穩定電阻，K因子在所有頻率下都能保持在高于1的安全范圍，晶體管在此應用中表現出無(wú)條件的穩定性。噪聲系數僅僅略有變化(十分之一dB之內)。這些變化都可以忽略不計。另外，S11絲毫不受影響。

第三步中將得出包含Rstab的新S參數，從而完成設計過(guò)程。Rstab被歸結到晶體管的S參數之中，可以視之為一組新的S參數。然后通過(guò)窄帶集總元件設計法實(shí)現工作頻率上的輸入噪聲匹配和輸出端增益匹配 (圖5和圖6)。

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