1、5.3 低噪声放大器设计,采用晶体管的等效电路模型设计、分析低噪声放大器,电路组成:晶体管、偏置、输入匹配和负载四大部分,分析电路步骤,画交流通路图的原则:,Q,完整电路, 画交流图,电源是交流地,去掉偏置,大电容短路,计算增益(单向传输),对线圈部分接入 进行折合,负载接入系数,回路谐振,低噪放工作频率为, 选择回路电抗元件:, 回路谐振阻抗, 输出电压, 电压增益,增加稳定性抵消极间电容 的影响,例5.3.1 1GHZ CMOS 低噪声放大器,1. 电路结构:,场效应管M1和 M2、共栅组态,接成双端输入双端输出差动放大器,输入端采用电感 和 组成匹配网络,输出端采用LC回路选频 电感 (
2、 )下级输入电容CO, M3 交流短路(作用见后分析),偏置为 (偏置电路省略), 电感 和 同时提供了各管子直流通路,电路分析,画交流通路图(以M1为例),(1)输入匹配网络,调节匹配方法:,调节 M1和M2 的偏置电压VG 改变 M1 M2 的跨导 gm ,使 = ,完成与源阻抗匹配 。,(2)输出回路,并联谐振回路,谐振于工作频率。,已知管子电容 和 ,得:,单管增益:,放大器总增益,总输出,差分放大器总增益与单管相同,(2) 带宽, 当两回路 Q相差很大时,带宽取决于 高Q回路输出回路Q值高,(3)放大器噪声,放大器噪声源,所以等效输入噪声源,输出端 折合到输入端:,(4)线性,差动输
3、入方式输入信号动态范围大于单管,例5.3.2 1.9 GHz CMOS 低噪声放大器,电路特点,负载用 与下级输入电容组成并联回路,有源偏置, 对称双端输入双端输出差分形式,共源共栅级连电路,输入回路串联电感,源极电感负反馈,电阻 阻止M3 的噪声进入 M1,M3与M1组成镜象电流源,(1)偏置电路,电路分析,代入场效应管等效电路的输入级,(2)输入阻抗匹配,输入电路,输入回路方程,输入阻抗,为与源阻抗匹配,调谐输入回路串联谐振于工作频率,低噪放的性能模拟结果,实际产品举例MAX2640,低功耗、超低噪声集成放大器,测试条件:电源电压输入射频功率温度 阻抗,小信号线性指标,MAX2640 S参数,(只列举4个频率点,MHz),利用S参数设计放大器外围元件,