低噪声放大器的两种设计方法低噪声放大器的两种设计方法[图图]
低噪声放大器的两种设计方法[图],低噪声放大器(LNA)是射频收发机的一个重要组成部分，它能有效提高接收机
的接收灵敏度，进而提高收发机
低噪声
1 定性分析定性分析
1.1 晶体管的建模晶体管的建模
通过网络可以查阅晶体管生产厂商的相关资料，可以下载厂商提供的该款晶体管模型，也可以根据实际需要下载该管的S2P文
件。本例采用直接将该管的S2P文件导入到软件中，利用S参数为模型设计电路。如果是第一次导入，则可以利用模块
SParams进行S参数仿真，观察得到的S 参数与S2P文件提供的数据是否相同，同时，测量晶体管的输入阻抗与对应的最小噪
声系数，以及判断晶体管的稳定性等，为下一步骤做好准备。
1.2 晶体管的稳定性晶体管的稳定性
对电路完成S参数仿真后，可以得到输入/ 输出端的mu 在频率2~2.2GHz 之间均小于1，根据射频相关理论，晶体管是不稳定
的。通过在输出端并联一个10Ω和5pF的电容，m2和m3的值均大于1，如图1，图2 所示。晶体管实现了在带宽内条件稳定，
并且测得在2.1GHz时的输入阻抗为16.827- j16.041。同时发现，由于在输出端加入了电阻，使得Fmin由0.48增大到
0.573，Topt 为0.329 ∠125.99°，Zopt=（30.007 +j17.754）Ω 。其中，Topt是最佳信源反射系数。
图1 利用模块SParams 进行仿真的电路原理图
图2 输入/ 输出mu 与频率的关系
1.3 制定方案制定方案
如图3所示，将可用增益圆族与噪声系数圆族画在同一个Ts平面上。通过分析可知，如果可用增益圆通过最佳噪声系数所在点
的位置，并根据该点来进行输入端电路匹配的话，此时对于LNA而言，噪声系数是最小的，但是其增益并没有达到最佳放大。
因此它是通过牺牲可用增益来换取的。在这种情况下，该晶体管增益可以达到14dB左右，Fmin大约为0.48，如图3所示。
另一种方案是在可用增益和噪声系数之间取得平衡，以尽可能用小噪声匹配为目标，采用在兼顾增益前提下的设计方案。在这
种情况下该晶体管增益大约为15dB左右， Fmin大约为0.7(见图3)。这个就是本文中提到的第2种方案。
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