富士FHX35LG低噪声放大器设计与匹配电路分析

本文档是关于低噪声放大器（LNA）设计的教程，特别关注输出匹配电路的添加和调整。设计目标包括工作在5GHz频率，增益超过10dB，噪声系数低于1.2dB。教程中介绍了使用富士FHX35LG晶体管进行线性仿真，涉及元件特性测试、稳态电路调节、输入输出匹配以及整体LNA性能测试。 在设计低噪声放大器时，输出匹配电路至关重要，因为它可以优化放大器的增益，并确保信号在传输到后续电路时保持高效。在本例中，由于没有采用同时匹配设计方法，输出匹配电路的调整会影响输入匹配电路的设计。尽管如此，输出匹配电路的实现并不复杂，对初学者来说是一个额外的学习挑战。 为了设计LNA，首先创建一个名为"Device"的原理图，并从元件库中选择富士FHX35LG晶体管，该器件会自动导入其S参数和噪声数据。接着，需要添加电路图、图表和测量参数，包括端口参数S11、S22（分别表示输入反射系数和输出反射系数），增益参数S21和MG，以及稳态参数K和B1，噪声参数NF和NFmin。 在编辑元件符号时，可以更改接地点类型，并根据需要重设符号以选择FET类型。为了模拟实际操作，添加了两个50欧姆的端口来模拟输入和输出。设置频率范围为0.1GHz至20GHz，步长为0.1GHz，这是通过点击“Apply”来设定的。 通过右键点击晶体管符号并选择“opensubcircuit”，可以查看和编辑线性S参数和噪声数据。然后，创建图表以测量端口参数S11和S22，这些图表对于分析放大器的输入和输出反射至关重要。 整个设计流程还包括输入和输出匹配电路的调节，这一步骤旨在最大化增益并最小化反射，从而提高整体系统效率。通过不断调整这些匹配网络，可以达到理想的工作状态，满足技术指标中的增益和噪声系数要求。 总结起来，这个教程详细介绍了如何设计一个低噪声放大器，特别是在使用富士FHX35LG晶体管时的输出匹配策略。通过一系列步骤，包括元件选择、参数设置、仿真和测量，读者可以学习到如何优化LNA性能，为高频通信应用提供高增益和低噪声的信号放大。