穩(wěn)定低噪聲放大器中晶體管工作點的設計方法(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電阻來穩(wěn)定低噪聲放大電路中晶體管工作點的設計方法。

設計過程的第二步將解決晶體管的穩(wěn)定問題。如前所述，可以通過在輸出端(晶體管的集電極或漏級)和地之間并聯一個電阻的辦法實現穩(wěn)定，改變這個電阻的阻值可以把K因子調節(jié)到1，使得線性參數尤其是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原理圖見圖3，調節(jié)輸出并聯電阻Rstab時的模擬結果如圖4，從中不難看出Rstab減小帶來的影響。圖中曲線對應的Rstab從無窮大開始(紅線：結果同前)，然后從600Ω降至100Ω，步長是100Ω。

穩(wěn)定電阻Rstab減小時S21也減小。與此相反，K因子迅速增加。注意此時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(wěn)定”區(qū)域。由于并聯電阻位于輸出端，輸出回損也受到影響。Rstab為300Ω時，增益(S21)減少了0.5dB，從17.2降至16.7dB。

有了穩(wěn)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條件的穩(wěn)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。然后通過窄帶集總元件設計法實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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