應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)2. 4 GHz的低噪聲放大器設(shè)計(jì)

　　該低噪聲放大器增益控制電路采用信號(hào)加成模式,增益控制MOS管Mc1、Mc2由VC1控制,Mc3、Mc4由VC2控制。在半電路中,通過改變Vc1可以改變Mc1的通斷,在Id1不變的情況下,則可以改變流過M3 電流Id3。而工作在飽和區(qū)的M3 管的跨導(dǎo)gm3可以表示為：

　　所以改變Id3可以改變gm3 , 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)放大器增益的改變。

　　1. 2　輸入匹配

　　圖1所示低噪聲放大器輸入端半電路及其小信號(hào)等效電路如圖2所示。

圖2　輸入端電路結(jié)構(gòu)及小信號(hào)模型

　　首先考慮輸入端未接入M1、M2 柵源間附加電容Cex1、Cex2時(shí)的情況。通過輸入端電路小信號(hào)模型分析得放大器輸入阻抗為：

　　為了得到最小的噪聲系數(shù), 源阻抗最佳值(最佳噪聲源阻抗) Zop t應(yīng)滿足：

　　其中,α為共源管跨導(dǎo)與其源漏電導(dǎo)的比值。δ為一常數(shù),γ為一系數(shù), 在長溝道器件中,δ的值約為1. 33,γ的值約為0. 67, 在短溝道器件中, 這兩個(gè)值都會(huì)因?yàn)槎虦系佬?yīng)而變大。定義c為柵噪聲與漏噪聲相關(guān)系數(shù), 其值一般為0. 395 j, 為一純虛數(shù),反映了柵和溝道間噪聲引起的的容性耦合程度。

　　源級(jí)電感Ls 和柵極電感Lg 不會(huì)導(dǎo)致最佳噪聲源阻抗的實(shí)部發(fā)生變化,而僅對(duì)電抗部分產(chǎn)生影響。

　　要實(shí)現(xiàn)功率和噪聲同時(shí)匹配,必須使輸入阻抗Zin和最佳噪聲源阻抗Zop t共軛匹配, 令Zin = 50 Ω,則有：

　　即：

　　式(6)中有4個(gè)方程, 4個(gè)未知數(shù),只有一組解,即功率匹配和噪聲匹配同時(shí)滿足時(shí), 功耗( Id )是確定的,不可以優(yōu)化。而在限定功耗的情況下,功率匹配和噪聲匹配則不可能同時(shí)滿足。

　　于是在電路設(shè)計(jì)中就需要在噪聲匹配和功率匹配中進(jìn)行折中。下面引入M1 管柵源間附加電容Cex ,這樣,輸入阻抗變?yōu)椋?p style="text-align: left">