基于atf54143的lna设计

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1、《现代电子技术》2007年第20期总第259期þ集成电路ü基于ATF54143的LNA设计张小兵,陈德智(华东师范大学上海200062)摘要:主要通过对低噪声放大器(LNA)的一些主要指标:增益、噪声系数、稳定性等的研究,同时讨论了低噪声放大器具体匹配电路和偏置电路的设计,基于ATF54143进行了低噪声放大电路设计,通过ADS对电路的仿真研究,并通过对仿真结果反复分析及对电路的不断改进,最后测得实验结果,电路各项指标均达到要求,并有一定裕量。关键词:低噪声放大器(LNA);稳定性;匹配电路;偏置电路中图分类号:TN014文献标识码:B文章编号:10042373X(2007)202165

2、203LNADesignBasedonATF54143ZHANGXiaobing,CHENDezhi(EastChinaNormalUniversity,Shanghai,200062,China)Abstract:ThispapermainlydiscussessomefiguresofLowNoiseAmplifier(LNA),gain,noisefigure,stabilityandsoon,anddiscusseshowtodesignthematchingcircuitandbiascircuitoftheLNA,alsodesignsaLNAbasedonATF54143.

3、ThensimulatedbyADS,byanalyzingtheresultsandmodifyingthecircuitsformanytimes,allfiguresarerequiredandarebetterthantherequirements.Keywords:LowNoiseAmplifier;stability;matchingcircuit;biascircuitTT低噪声放大器(LNA)是射频微波电路接收前端的主室温(290K)下,放大电路的输出总噪声功率PNO与PNOI要部分,由于他位于接收机的最前端,要求他的噪声越小中由输入端电阻的热噪声导致的噪声可用功率PNO

4、的比[1,2]越好,但又要求有一定的增益,最小噪声和最大增益一般值。噪声系数NF可表示为:T不能同时满足,获取最小噪声和最大功率是矛盾的,一般PNOGKT0B+GKTeBTeNF=I==1+(1)电路设计总是选择折中的方案来达到设计的要求,以牺牲PNOGKT0BT0其中,T0为标准室温;Te为放大电路输入端的等效噪一定的增益来获得最小噪声,而在射频微波通信电路中,声温度;G为放大电路的可用功率增益;B为频带宽度;K需要处理微弱的射频微波信号,因此,讨论合适的低噪声为玻尔兹曼常数。噪声系数是一个比值,用对数表示为:放大器电路的设计具有非常实际的意义。安捷伦公司的TeATF54143是一种增

5、强型伪高电子迁移率晶体管(E2NF=10lg(1+)dB(2)T0pHEMT),不需要负栅极电压,与耗尽型管相比较,可以简当射频放大电路级联在一起时,两级放大电路的可用化排版而且减少零件数,该晶体管最显著的特点是低噪功率增益分别为G1,G2,噪声系数分别为NF1,NF2,等效声,并具有高增益、高线性度等特性,他特别适用于工作频噪声温度分别为Te1,Te2,如图1所示。率范围在450MHz～6GHz之间的蜂窝/PCS/WCDMA基站、无线本地环路、固定无线接入和其他高性能应用中的第一阶和第二阶前端低噪声放大器电路中。1级联电路噪声分析噪声是指电路中不期望的扰动或者干扰,本质上是一图1两级级

6、联放大电路噪声分析图个随机过程,既可以由电路器件本身引入。也可以由电磁根据噪声系数的定义,该级联放大电路的噪声系数可耦合引入。在实际电路中,任何无源器件或有源器件都可以表示为:以看成是等效的噪声源,一般有源器件的噪声大于无源器PNO2PNO1G2+G2KTe2BNF==件的噪声。在放大电路的噪声分析中,多数情况下使用噪PIPINF2-1声系数进行计算比较方便。噪声系数NF定义为:在标准=NF1+(3)G1由此可知,级联放大电路的噪声系数主要取决于电路收稿日期:2007205223165©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHo

7、use.Allrightsreserved.http://www.cnki.net微电子技术张小兵等:基于ATF54143的LNA设计的第一级,因此,级联低噪声放大电路设计的关键在前级,明稳定性越好,在射频放大电路中可以通过选择高μ值的有要求其NF足够小,一般设计时第一级采用最小噪声系数源器件来改善电路的稳定性。对于处于不稳定或潜在不稳定来进行设计,而后面可采用最大增益来设计。的电路,可以在添加源极负反馈电路来改善电路的稳定性。但同