ADS低噪声放大器设计：微带电路与稳定性优化

"这篇资料主要介绍了微带电路在低噪声放大器设计中的应用，特别是使用ADS软件进行设计的技巧。文中详细阐述了放大器的各个级别设计，包括第一级FET的最佳噪声设计、串联负反馈的实现、栅偏压的稳定控制以及微调小岛的用途。此外，还提到了第二级的噪声优化、级间匹配电路以及第三级和第四级的直接移相线段。整个电路设计中注重稳定性和噪声性能，并强调了隔直流电容器的选择和微波S参数的测量重要性。" 在低噪声放大器设计中，放大器作为射频与微波电路的基础模块，其关键指标是噪声系数和噪声温度。噪声系数（NF）定义为输入端信号功率与噪声功率与输出端相应值的比值，表示放大器引入的噪声对信噪比的恶化程度。通常使用分贝（dB）表示，噪声系数越低，放大器的噪声性能越好。等效噪声温度（T_e）是衡量放大器内部噪声的一种方式，与噪声系数NF成正比，环境温度通常取293K。表6-1展示了不同噪声系数对应的噪声温度，有助于设计师选择合适的器件。 放大器的第一级采用FET设计，依据最佳噪声要求，通过串联负反馈提高稳定性。这种反馈是通过在FET的源极和地之间添加微带线实现的，同时利用基片上的孔洞进行接地。栅偏压的设置通过扇线短路点引入，附加稳定电阻防止频带外增益过高。微调小岛分布在敏感区域，通过连接部分小岛调整主微带线宽度，补偿元件和工艺参数的离散性。 第二级同样进行最佳噪声设计，通过两个分支电路进行级间匹配。源极串联负反馈增强了稳定性，而细微带分支顶部的小岛可以微调分支微带长度。第三级和第四级使用直接移相线段进行匹配，但未采用负反馈，使用了不同型号的FET。 电路设计中，横向缝隙作为直流断开点，用于安装隔直流电容器，通常选择20~100pF的片式电容器。这些电容器在焊接前需通过微波网络分析仪测量其S参数，确保在工作频段内的微波损耗足够小，以维持良好的直流隔离效果。 低噪声放大器设计涉及到多方面的考虑，包括噪声性能优化、稳定性增强、微调机制以及关键元件的选择和验证，这些都是确保放大器高效、低噪声运行的关键因素。