4～8 GHz寬帶單片集成低噪聲放大器設(shè)計(jì)
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2．2 穩(wěn)定性分析
在微波頻段，源極負(fù)反饋電阻兩端并聯(lián)的電容會(huì)使放大器在某些頻點(diǎn)產(chǎn)生自激振蕩，突變成振蕩器，嚴(yán)重時(shí)還可能燒毀芯片。為避免三級放大器在工作時(shí)起振，必須保證每一級晶體管以及整體電路都滿足絕對穩(wěn)定性的條件。
文中在第一級晶體管源極串聯(lián)合適的電感，同時(shí)在放大器末級輸出端口接入阻性衰減器，以確保級聯(lián)放大器在所有頻率點(diǎn)絕對穩(wěn)定。穩(wěn)定性度量通常用穩(wěn)定因子K、B表示，若K>1，B>0，電路就能穩(wěn)定工作。圖6中電路穩(wěn)定性的仿真結(jié)果表明，在DC0～16 GHz頻率范圍內(nèi)，穩(wěn)定因子K、B滿足條件，電路絕對穩(wěn)定。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/186811.htm
2．3 仿真結(jié)果分析
先后采用隨機(jī)法和梯度法來優(yōu)化電路，獲得電路優(yōu)化后的前仿真結(jié)果?？紤]電阻、電感、電容等元件的寄生效應(yīng)，對電路進(jìn)行電磁場仿真，獲得噪聲系數(shù)、S參數(shù)的后仿真結(jié)果。前、后仿真結(jié)果對比如圖7和圖8所示。
從圖7和圖8可以看出，后仿真結(jié)果與前仿真相比，4～8 GHz內(nèi)，增益降低2 dB，噪聲系數(shù)約增加0．5 dB，這是由電路元件的寄生參數(shù)和相互間的電磁干擾造成的。仿真結(jié)果表明該寬帶單片低噪聲放大器的增益平坦度保持在0．5 dB以內(nèi)，輸入、輸出駐波比2。超寬帶、高增益、低噪聲的優(yōu)異性能使這款放大器具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。低噪聲放大器版圖如圖9所示。
3 結(jié)束語
采用先進(jìn)的0．15μm GaAs PHEMT工藝設(shè)計(jì)了一款4～8 GHz寬帶單片低噪聲放大器。此放大器無需任何片外匹配元件，單電源供電，能有效簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明：工作頻率在4～8 GHz范圍內(nèi)，放大器噪聲系數(shù)1．4dB，增益約23dB，帶內(nèi)增益起伏不超過0．5dB，輸入輸出駐波比2，全頻帶內(nèi)保持絕對穩(wěn)定，適用于C波段無線通信接收機(jī)系統(tǒng)。
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