ch5低噪声放大器

高频放大器信号放大频率选择晶体管选频网络结构1、晶体管＋谐振回路2、晶体管＋集中选频滤波器第五章低噪声放大器特点:1.位于接收机的最前端噪声越小越好要求有适当的稳定的增益2.接收的信号很微弱且变化

小信号线性放大器线性动态范围大增益自动控制3.通过传输线直接和天线或天线滤波器相连——

匹配4.应具有选频功能，抑制带外和镜象频率干扰本章内容：1.低噪声放大器的性能指标

2.

低噪声放大器的设计特点：模型中的每个参数均对应一定的物理意义适用的频率范围较宽举例：混合型模型1.

物理模型——等效电路模型描述晶体管的两种模型从模拟晶体管的物理机构出发,用集中参数元件Ｒ、Ｃ和受控源来表示管内的复杂关系。优点：各元件参数物理意义明确,在较宽的频带内元件值基本上与频率无关。缺点：随器件不同而有不少差别,分析和测量不方便。混合π型等效电路法较适合于分析宽频带小信号放大器。π型等效电路2.网络模型特点：把晶体管视为一个双端口黑盒子，分析其端口参数适用于特定频率、线性参数举例：S参数注意：应用不同的模型，分析设计低噪放的方法不同本章重点——用晶体管的混合型模型分析、设计低噪放Ｙ参数法则是从测量和使用的角度出发,把晶体管作为一个有源线性双口网络,用一组网络参数构成其等效电路。优点：导出的表达式具有普遍意义,分析和测量方便。缺点：网络参数与频率有关。y参数等效电路共发射极晶体管,看作一个双口网络,相应的Ｙ参数方程为：y参数等效电路与π型等效电路的转换混Π等效电路Y参数等效电路指标0.5μmGaAsFET0.8μmSiBipolar电源电压3.0V1.9V电源电流4.0mA2.0mA频率1.9GHZ1.9GHZ

噪声系数NF2.8dB2.8dB

增益Gain18.1dB9.5dBIIP3－11.1dBm－3dBmInputVSWR1.51.2OutputVSWR3.11.4隔离21dB21dB低噪放（LNA）——高频、小信号、线性、选频放大器5.1低噪声放大器指标（1）低功耗——移动通信的必然要求（2）工作频率——取决于晶体管的特征频率与工作点有关取决于半导体工艺低电源电压小的静态电流——跨导小低噪放（LNA）指标分析增益要适中增益小——可降低后级对系统噪声系数的影响增益大——后级易产生非线性失真增益取决于跨导

——由工作点决定负载LNA的负载形式LC谐振回路——Q值、谐振阻抗集中参数选频滤波器——注意阻抗匹配（5）自动增益控制根据接收信号的强弱自动控制增益信号弱，增益大信号强，增益小，以防后级非线性失真（4）增益衡量指标：三阶互调截点IIP3、增益1dB压缩点（8）隔离度和稳定性引起不稳定的原因正向传输——压控电流源反向传输——极间电容②

失配法——采用共射共基（共源共栅）组合连接改进措施①

中和法——用中和电容抵消由引起的反向传输输入（7）线性范围共射放大器原理图

基极偏置VBEQ

决定基极偏置电流IBQ集电极电源

VCC负载电阻RL共同决定工作点Q输入信号为,

当

(

)

时晶体管可用其等效电路代替输出电流公式5.2.1双极型晶体管共射小信号等效电路①理解电路中各元件的物理意义从两个层次上加强对等效电路的理解②理解晶体管作为放大器的本质注意两点①电路中的所有参数均与工作点Q有关

②该电路是交流小信号等效电路混合型等效电路一个电压控制的电流源

——正向传输放大器的输入阻抗，电阻和电容、放大器输出电阻（很大）ce极限工作频率－－由等效电路中的电容引起反向传输器件引起放大器不稳定晶体管作为放大器的本质采用晶体管的等效电路模型设计、分析低噪声放大器电路组成：晶体管、偏置、输入匹配和负载四大部分典型电路Q晶体管Q偏置电阻、、输入匹配网络负载：选频回路交流旁路电容、负载电阻晶体管、负载部分接入5.3低噪声放大器设计（2）画出放大器的交流通路图（3）代入晶体管的小信号等效电路及参数，计算放大器的各项指标（1）分析直流偏置，决定直流工作点，得出对应工作点的参数画交流通路图的原则：①直流电源是交流地②

大电容（交流旁路电容）短路③

大电感（扼流圈)开路④仅做偏置用的直流电阻可不画分析电路步骤①画交流图电源是交流地去掉偏置大电容短路②代入晶体管等效电路设晶体管为单向传输完整电路对线圈部分接入进行折合交流等效电路Ｙ参数等效电路集电极等效电路经阻抗变换后的等效电路选择回路电抗元件：多级单调谐回路谐振放大器例

某中频放大器的通频带为６MHz,现采用两级或三级相同的单调谐放大器,两种情况下对每一级放大器的通频带要求各是多少？表

单调谐放大器矩形系数与级数的关系级数n12345678910矩形系数Kn01

9.