【正文】 37. 帶盤式包裝選擇 在本設計中選用的典型工作點為：VDS=3V,IDS=60mA。對微波電路中應用的低噪聲放大管的主要要求是高增益和低噪聲以及足夠的動態(tài)范圍，目前雙極型低噪聲管的工作頻率可以達到幾個千兆噪聲系數(shù)為幾個分貝，而砷化鎵小信號的場效應管的工作頻率更高，噪聲系數(shù)可在1分貝以下。用鐵氧體隔離器 鐵氧體隔離器應該加在天線與放大器之間，假定鐵氧體隔離器的正向功率衰減微為a，反向功率衰減為b，且a179。S21越大，則放大以后的功率越強。如要獲得需要的噪聲系數(shù)，只要在圓圖上畫出對應于這個噪聲系數(shù)的圓，然后將源阻抗匹配到這個圓上的一個點就行了。輸入輸出駐波比計算公式：VSWR= (27) 反射系數(shù)放射系數(shù)是端口輸入電壓與輸出電壓的比值，表達公式為：= (28)當Γs = Γopt 時，放大器的噪聲系數(shù)最小，NF=NFmin ，但此時從功率傳輸?shù)慕嵌葋砜?，輸入端是失配的，所以放大器的功率增益會降低，但有些時候為了獲得最小噪聲，適當?shù)臓奚恍┰鲆嬉驳驮肼暦糯笃髟O計中經(jīng)常采用的一種辦法。晶體管是放大器的核心器件，所有的外部電路都是為了實現(xiàn)晶體管的更好的發(fā)揮功能，實現(xiàn)放大器的低噪聲，合適的增益和穩(wěn)定性。 本實驗報告的主要研究內(nèi)容和內(nèi)容安排本實驗報告的將基于ADS仿真設計低噪聲放大器，并優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)，最終設計出符合各項指標基于ATF54143場效應管的低噪聲放大器。PHEMT是點陣匹配的偽HEMT器件，MHEMT是多層涂層結(jié)構(gòu)的變形HEMT 器件，MHEMT器件發(fā)展?jié)摿^大。◢。為了兼顧低噪聲和高增益的要求，常采用共發(fā)射極一共基極級聯(lián)的低噪聲放大電路。 概念低噪聲放大器是噪聲系數(shù)很低的放大器?，F(xiàn)代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場效應晶體管；微波低噪聲放大器則采用變?nèi)荻O管參量放大器 ，常溫 參放的 噪聲 溫度 Te 可低于幾十度(絕對溫度)，致冷參量放大器可達 20K以下，砷化鎵場效應晶體管低噪聲微波放大器的應用已日益廣泛，其噪聲系數(shù)可低于 2 分貝。微波晶體管是較晚開發(fā)的三電極半導體器件,、大功率、,如:混頻器,倍頻器,振蕩器,開關等. 目前,廣泛應用及有前景的元件主要有以下五種.◢BJT雙極結(jié)晶體管是普通三極管向射頻與微波頻段的發(fā)展。這種器件的非線性模型MESFET/HEMT由幾個著名器件和軟件廠商給出，還在不斷完善。SiC和GaN的發(fā)明已經(jīng)使得FET實現(xiàn)大高功率器件，N溝道MOSFET有望擔綱60GHz器件。低噪聲放大器基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。所以，一般來說低噪聲放大器的增益確定應與系統(tǒng)的整機噪聲系數(shù)、接收機動態(tài)范圍等結(jié)合起來考慮。 2）微波低噪聲管要有足夠高的增益和高的動態(tài)范圍,一般要求放大器工作增益大于10dB以上, 當輸入信號達到系統(tǒng)最大值時由放大器非線性引起的交調(diào)產(chǎn)物小于系統(tǒng)本底噪聲，對于ZXPCS大基站項目由于最大輸入信號小于44dBm，考慮到放大器13dB左右增益，我們選取了ATF34143 場效應管它的增益可達15dB，OIP3為30dBm左右。 在以上的討論中我們忽略了晶體管的反向傳輸系數(shù)，實際中微波場效應晶體管和雙極性晶體管都存在內(nèi)部反饋，微波管的S12就表示內(nèi)部反饋量，它是電壓波的反向傳輸系數(shù)。對于雙極晶體管則是在發(fā)射極經(jīng)反饋元件接地。 3）穩(wěn)定衰減器 P型阻性衰減器是一種簡易可行的改善放大器穩(wěn)定性的措施，通常接在低噪聲放大器末級輸出口，有時也可以加在低噪聲放大器內(nèi)的級間，由于衰減器是阻型衰減，不能加在輸入口或前級的級間，以免影響噪聲系數(shù)。查閱ATF54143的data sheet文件可知它的封裝模型：與典型的DpHEMT不同,ATF45143并不需要在門級上加負電壓偏置, 而是在門級加正電壓偏置。放大器PCB板的設計考慮到源端的電感量是變化的。因此，輸入端匹配的目的就是在保持較好的增益和IIP3的同時獲取更好的回波損耗和噪聲系數(shù)。當Vgs=0V，漏極只有少量的電流通過，只有當Vgs≧Vto（柵極門電壓）時漏極才有電流通過。S21越大，則放大以后的功率越強。后面會用相近的常規(guī)標稱值電阻代替。對于低噪聲放大器，首先考慮的是噪聲系數(shù)，所以這里優(yōu)先考慮噪聲系數(shù)。ADS提供了許多的匹配工具，這里采用DA SmithChartMatch進行匹配。另外，放大器的直流和交流通路之間要添加射頻扼流電路，它實際上是一個無源低通電路，使直流信號能夠傳輸?shù)骄w管引腳。一般對于低噪聲放大器采用高Q值的電感完成偏置和匹配功能，由于電阻會產(chǎn)生附加的熱噪聲，放大器的輸入端應盡量避免直接連接到偏置電阻上。在data sheet中已經(jīng)標出最小和最大的Vgs電壓。輸出匹配網(wǎng)絡一般是為獲得最大功率和最低駐波比而設計，故在次設計中我們采用輸出共軛匹配網(wǎng)絡。放大器的每一段源端蝕刻與相應的地端相連的長度大約有0．05英寸(是從源端邊緣與其最近的第一個地過孔邊緣間測得)，剩余并末使用的源端蝕刻可切斷除去。但是與一般的雙極型晶體管不同,。三、低噪聲放大器的設計 放大器設計的主要流程選擇晶體管S參數(shù)，噪聲參數(shù)，功率輸出，價格計算K值K1計算Gmak1計算增益Gma在TS和TL平面內(nèi)畫出不穩(wěn)定區(qū)