【正文】 止漏 源電壓 VDS_points:初始漏 源電壓值的采樣點(diǎn)數(shù)目 （ 7） 單擊仿真按鈕圖標(biāo)開始仿真。 圖 26 元器件庫(kù)列表 （ 5） 設(shè)置 DC_FET 控件的參數(shù)，在 ATF55143 的 datasheet 里面，如圖 27 所示，可以看到 ATF55143 的 VGs 為 。 圖 25 打開元器件庫(kù)列表 （ 4） 在原器件庫(kù)表里面可以看到，剛添加進(jìn)來的 ATF55143 的模型已經(jīng)包含在 LAN 工程里面了，可以像其他元器件一樣調(diào)用， 如圖 26 所示。 如圖 23新建 DC_FET_T原理圖 華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 2）單擊【 OK】按鈕，可以看到“ DC_FET”控件已經(jīng)放置在原理圖中了，如圖 24所示。 直流分析 DC Tracing 設(shè)計(jì) LNA 的第一步是確定晶體管的直流工作點(diǎn) （ 1） 在 ADS 中，執(zhí)行菜單命令【 File】然后點(diǎn)擊【 New Design】 ,打開“ New Design”對(duì)話框。 圖 21 釋放 zap文件的菜單命令 華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 （ 2） 彈出的“ Unarchive Project”對(duì)話框如圖 22所示，選擇“ ”文件，把它釋放到需要存放的路徑，釋放后生成一個(gè) ATF55143_prj 的 ADS 工程，值得注意的是解壓路徑最好不要采用中文；否則，可能報(bào)錯(cuò)。 晶體管 ATF55143 的直流工作點(diǎn) 下載并安裝晶體管的庫(kù)文件 （ 1） ADS2020 自帶的元器件庫(kù)里沒有 ATF55143 元器件模型，可以直接從 Avago 公司的網(wǎng)站下載（ ）。同時(shí) ,即使是對(duì)同一種模型而言 ,在具體的電路分析中 ,我們還可以根據(jù)不同的條件、精度要求舍去一些不影響問題實(shí)質(zhì)的參數(shù) ,這就要求在分析和處理具體問題時(shí)對(duì)問題的實(shí)質(zhì)有比較清楚的認(rèn)識(shí)。高頻電路里的 n型等效電路 ,y參數(shù)等效電路 。實(shí)際上 ,在不同的條件、分析目地、精度的要求下 ,在晶體管工作信號(hào)不同的幅度和頻率下 ,晶體管可以用不同的模型去模擬 ,即有不 同的等效電路。一方面 ,在許多實(shí)際問題中 ,通常使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì) ,可以取比較精確或者說比較復(fù)雜的模型 ,以提高計(jì)算精度 。華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2 晶體管 ATF55143 的小信號(hào)模型的提取 小信號(hào)模型的意義和作用 所謂晶體管模型 ,是 指用一組理想的基本電路元件 ,即電阻器、電容器、電感器、受控電源等 ,去組合不同的連接去模擬晶體管 ,也就是通常所說的晶體管等效電路。 小結(jié) 本課題對(duì)低噪聲放大器的多種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，查閱 了大量的資料，總結(jié)了前輩的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用美國(guó) Agilent 公司的高級(jí)設(shè)計(jì)軟件 ADS2020 仿真， 首先確定了晶體管ATF55143 的靜態(tài)工作點(diǎn)，求得了晶體管 ATF55143 在一個(gè)直流偏置情況下的小信號(hào)電路的模型?？蓪?shí)現(xiàn)包括時(shí)域與頻域、數(shù)字與模擬、線性與非線性、噪聲等多種仿真功能，并可對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行成品率分析與優(yōu)化，提高復(fù)雜電路設(shè)計(jì)效率，是優(yōu)秀的微波射頻電路、系統(tǒng)信號(hào)鏈路的設(shè)計(jì)工具，是射頻工程師必備的工具軟華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 件之一。 ADS 軟件的介紹 ADS 是由美國(guó)安捷倫科技公司（ Agilent Technologies） 推出的微波電路和通信系統(tǒng)的先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ Advanced Design System， ADS）仿真軟件，是當(dāng)今業(yè)界最流行的微波射頻電路、通信系統(tǒng)和 RFIC 設(shè)計(jì)軟件，也是國(guó)內(nèi)高校、科研院所和大型 IT 公司使用最多的軟件之一。 由上式可以看到，在影響接收機(jī)靈敏度的幾個(gè)因素中，在常溫下 T0 是不變的，帶寬 B和 (S0/N0)min 是由接收機(jī)結(jié)構(gòu)決定的。它的噪聲系數(shù)、增益和線性度等指標(biāo)對(duì)整個(gè)射頻接收機(jī)系統(tǒng)的性能有重要影響，其中噪聲系數(shù)幾乎決定了整個(gè)接收機(jī)的噪聲性能。 本課題的研究方法及主要工作 低噪聲放大器是無線接收機(jī)前端的重要部分，其主要作用是放大微弱信號(hào)，盡量使放大器引入的噪聲減小。相對(duì)于國(guó)外，由于國(guó)內(nèi)的制作工藝起步較晚，國(guó)內(nèi)有源電路技術(shù)指標(biāo)的快速提高受到了限制。該系統(tǒng)包括一 個(gè)二級(jí) HEMT低噪聲射頻放大器、一級(jí) HEMT 本征放大器和 HBT 雙平衡混頻器，三者均集成在同一片材料上，該 HEMT— HBT 的 MMIC 系統(tǒng)利用 HEMT— HBT 選擇性 MBEIC 技術(shù)，代表了當(dāng)今最好的IC技術(shù)，充分展示了超越于單純 MMIC 和混合集成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。 值得注意的是，國(guó)外單片集成 (MMIC)微波器件發(fā)展很快，這是一種在幾平方毫米砷化鎵基片上集成的微波放大器，其體積小、噪聲系數(shù)一般增益高。由于 HFET 在工藝制造過程中要精確控制薄層結(jié) 構(gòu)、陡峭的摻雜梯度以及采用更難加工的半導(dǎo)體材料 ,制造一個(gè) HEMT 要比 GaAs MESFET 的花費(fèi)昂貴得多 ,隨著華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 技術(shù)的進(jìn)步和科技的發(fā)展 ,人們對(duì)高性能低成本的 HEMT 需求更大。 [3]在 C 波段其噪聲溫度可達(dá) 25K 左右，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星接收。異質(zhì)結(jié)不但能夠構(gòu) 成雙極型晶體管 ,還可以構(gòu)成場(chǎng)效應(yīng)晶體管 ,即異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管 (HFET) 。雙極結(jié)型晶體管器件被引入異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)制成 HBT。近幾年來，隨著材料生長(zhǎng)技術(shù)（比如分子束外延和分子化學(xué)蒸發(fā)沉積）和新型器件結(jié)構(gòu)可靠性的提高，開始從更高的輸出功率和效率方面改善器件的功能。本文著重介紹如何使用 ADS 進(jìn)行低噪聲放大器的仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)低噪聲放大器的基本要求是：噪聲系數(shù)低、足夠的功率增益、工作穩(wěn)定性好、足夠的帶寬和大的動(dòng)態(tài)范圍。低噪 聲放大器位于射頻接收系統(tǒng)的前端，其主要功能是將來自天線的低電壓信號(hào)進(jìn)行小信號(hào)放大。 ultrabroad band。 華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅱ Design of wideband low noise amplifier based on ADS software simulation Abstract A new ultrabroad band low noise amplifier (LNA) was developed to use ATF55143 amplifier tube which has low noise、 high gain and low operating current, based on two negative feedbacks and wideband impedance matching technologies and ADS software subsidiary design. This LNA can be widely used in microwave munication philosophy of the RF wideband low noise amplifier is presented． The fabricated low noise amplifier is cascaded with both of detached devices and microstrip matching work． This design uses the chip of Agilent PHEMT ATF551M4andis simulated with Agilent ADS software． This LNA is fabricated on the FR4 with PCB drawn by Protel99se． The final test data is also provided． To reduce the noise of receiving frontends， the design and fabrication of an ultrawide band Low Noise Amplifier(LNA)， were presented based on negative feedback and wide band matching technologies. The amplifier tube ATF54143 made by Avago was chosen for this design， whose key indexes were simulated and optimized by using ADS2020. The test results indicate that the LNA shows the gain above 36 dB, flatness below 177。 該放大器性 能良好，滿足工程應(yīng)用要求，可用于通信系統(tǒng)的接收機(jī)前端。實(shí)測(cè)結(jié)果表明， 在 ~ GHz 范圍內(nèi)，其增益大于 36 dB，平坦度小于 177?；谪?fù)反饋技術(shù)和寬帶匹配技術(shù)，利用 Avago ATF54143 PHEMT 晶體管設(shè)計(jì)了放大器電路。最后利用Protel99 軟件對(duì)電路進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)，并在 FR4 基板上實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)，給出了 設(shè)計(jì) 結(jié)果。 由于設(shè)計(jì)頻帶覆蓋了多個(gè)通信常用頻點(diǎn)。 介紹了射頻寬帶放大器的設(shè)計(jì)原理及流程。華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 ADS 寬頻 低噪聲 放大器的設(shè)計(jì) 摘要 選用噪聲較小、增益較高且工作電流較低的放大管 ATF55143，利用兩種負(fù)反饋和寬帶匹配技術(shù)，結(jié)合 ADS 軟件的輔助設(shè)計(jì)，研制出寬帶低噪聲放大器。該放大器成本較低，體積較小，可應(yīng)用于各種微波通訊領(lǐng)域。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的射頻寬帶低噪聲放大器，采用分立器件和微帶線匹配，選用 Agilent 公司生產(chǎn)的低噪聲增強(qiáng)贗配高電子遷移率晶體管 ATF55143，用 ADS軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化 。 因此決定此低噪聲放大器的應(yīng)用會(huì)十分廣泛。為了降低接收前端的噪聲，設(shè)計(jì)并制作一種超寬帶低噪聲放大器。運(yùn)用 ADS2020 對(duì)重要指標(biāo)進(jìn)行仿真及優(yōu)化。3 dB ，噪聲系數(shù)小于 dB，工作電流小于 60 mA，駐波比小于 。 關(guān)鍵宇：低噪聲放大器；噪聲系數(shù)；匹配 ； 電子技術(shù)；超寬帶；微波通訊 ； 超寬帶；負(fù)反饋 。3 dB, oper ating current below 60 mA and noise figure less than dB, with low cost and small volume. The good performance of this amplifier satisfies the requirement of engineering application， and it can be applied to the receiver frontend of munication systems.Keywords： low noise amplifier； noise figure； match； electron technology。 microwave munication； ultrawide band； negative feedback. 華北電力大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 摘要 第一章 前言 ????????????????????????????? (1) 低噪聲放大器的簡(jiǎn)介 ???????????????????????? ? (1) 低噪聲放大器的發(fā)展現(xiàn)狀 ?????? ???????????????? ? (1) 本課題的研究方法及主要工作 ???????????????????? ? （ 2） ADS軟件的介紹 ?????????????????????????? ? （ 2） 小結(jié) ??????????????????????????????? ? （ 3） 第二章 晶體管 ATF55143 小信號(hào)模型的提取 ???????????????? ? （ 4） 小信號(hào)模型的意義和作用 ?????????????????????? ? （ 4） ATF55143 的靜態(tài)工作點(diǎn) ????????? ?????????????? ? （ 4） 直流分析 DC Tracing ???????????????????? ???? （