射頻調(diào)制第五章低噪放例子

射頻調(diào)制第五章低噪放例子第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二分析電路步驟（2）畫出放大器的交流通路圖（3）代入晶體管的小信號等效電路及參數(shù)，計算放大器的各項指標(biāo)（1）分析直流偏置，決定直流工作點，得出對應(yīng)工作點的參數(shù)畫交流通路圖的原則：①直流電源是交流地②

大電容（交流旁路電容）短路③

大電感（扼流圈)開路④僅做偏置用的直流電阻可不畫第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二Q完整電路①畫交流圖電源是交流地去掉偏置大電容短路②代入晶體管等效電路設(shè)晶體管為單向傳輸?shù)谌摚捕?，編輯?023年，星期二計算增益（單向傳輸）①對線圈部分接入進(jìn)行折合電流源和接入系數(shù)負(fù)載接入系數(shù)第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二回路諧振，低噪放工作頻率為設(shè)LC回路的空載Q為Q0回路諧振阻抗（其中）②選擇回路電抗元件：③回路諧振阻抗④輸出電壓⑤電壓增益低噪放回路帶寬其中()第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二增加穩(wěn)定性——抵消極間電容的影響添加中和電容注意反饋的極性極間電容的反饋通路中和電容的反饋通路第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二例5.3.11GHZCMOS低噪聲放大器1.電路結(jié)構(gòu)：①場效應(yīng)管M1和

M2、共柵組態(tài)②接成雙端輸入雙端輸出差動放大器

③輸入端采用電感和組成匹配網(wǎng)絡(luò)④輸出端采用LC回路選頻電感（）下級輸入電容CO⑥M3交流短路（作用見后分析）COCO⑤偏置為（偏置電路省略），電感和同時提供了各管子直流通路

第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二電路分析畫交流通路圖(以M1為例）共柵、柵源電容漏極電容（包括柵漏電容）雜散及分布電容CP

雜散電容（包括下級混頻器的輸入電容）

第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二（1）輸入匹配網(wǎng)絡(luò)外接電感線圈L1

柵源電容雜散及分布電容CP并聯(lián)回路諧振頻率＝工作頻率1GHz回路諧振阻抗共柵極輸入阻抗為調(diào)節(jié)匹配方法：調(diào)節(jié)

M1和M2

的偏置電壓VG

——

改變M1M2

的跨導(dǎo)gm

，使=，完成與源阻抗匹配。第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二（2）輸出回路電感線圈L3漏極電容雜散電容（包括下級輸入電容）并聯(lián)諧振回路，諧振于工作頻率。已知管子電容和，得：第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二代入MOS管共柵等效電路2.性能指標(biāo)(1)增益增益管子跨導(dǎo)負(fù)載回路諧振阻抗設(shè)線圈L3

的串聯(lián)損耗電阻是r

單管增益：比值取決于電感的制作方式外接電感芯片內(nèi)集成電感第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二放大器總增益總輸出總輸入差分放大器總增益與單管相同第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二（2）帶寬①當(dāng)兩個回路Q值相同時電路特點：輸入輸出并聯(lián)回路選頻阻抗變換帶寬？——由兩個回路共同決定設(shè)每個回路帶寬為BW1稱為縮減因子。②當(dāng)兩回路Q相差很大時帶寬取決于高Q回路——輸出回路Q值高第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二（3）放大器噪聲放大器噪聲源所以等效輸入噪聲源放大器噪聲系數(shù)F=1+

電路變形，將噪聲源分裂成兩個輸出端折合到輸入端：第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二（4）線性差動輸入方式——輸入信號動態(tài)范圍大于單管差動輸出方式——輸出電流是M1和M2的輸出電流之差抵消非線性失真的偶次諧波擴(kuò)大了線性范圍第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二共柵組態(tài)——Cgd

沒有反饋Cgd包含在Cd中（6）輸出電平調(diào)節(jié)目的：與后級直流一致M3工作在可變電阻區(qū)調(diào)節(jié)M3

的柵極偏壓VC改變了M3等效電阻改變了輸出直流電平（5）隔離——增強(qiáng)穩(wěn)定性不穩(wěn)定原因——極間電容Cgd

第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二例5.3.21.9GHzCMOS低噪聲放大器

電路特點⑤負(fù)載用與下級輸入電容組成并聯(lián)回路

⑥有源偏置①對稱雙端輸入雙端輸出差分形式②共源共柵級連電路

③輸入回路串聯(lián)電感④源極電感負(fù)反饋

第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二VDD電阻阻止M3的噪聲進(jìn)入M1M3與M1組成鏡象電流源

（1）偏置電路電路分析M3的電流電阻M3的偏壓電源電壓VDD第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二代入場效應(yīng)管等效電路的輸入級（2）輸入阻抗匹配輸入電路輸入回路方程輸入阻抗為與源阻抗匹配調(diào)諧輸入回路串聯(lián)諧振于工作頻率調(diào)節(jié)與源阻抗共軛匹配第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二Qin為輸入回路的有載Q

（3）噪聲僅考慮由場效應(yīng)管M1的溝道電阻噪聲

（5）線性雙端輸入和輸出差分對結(jié)構(gòu)源極采用電感L2負(fù)反饋阻抗

擴(kuò)大線性范圍（6）隔離共源共柵接連組態(tài)——失配法，提供了最佳的輸出輸入間的隔離度，減少了極間電容影響（4）增益共源共柵級連、負(fù)載LC回路M1M2L3C第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二參數(shù)數(shù)值增益20.7dB噪聲系數(shù)2.4dB輸入阻抗（）-27dB（在1.894GHz）-2dBm鏡頻抑制（在1.5GHz）-10.6dB功耗19.8mW電源

3.3V低噪放的性能模擬結(jié)果第二十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二實際產(chǎn)品舉例——MAX2640低功耗、超低噪聲集成放大器

工作頻率范圍：400~1500MHz，增益15.1dB增益隨溫度變化0.6dB噪聲系數(shù)0.9dB輸入回波損耗-11dB輸出回波損耗-14dB反向隔離40dB輸入1dB增益壓縮點-22dBm輸入三階截點-10dBm測試條件：電源電壓輸入射頻功率溫度阻抗小信號線性指標(biāo)第二十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二MAX2640S參數(shù)頻率模相角模相角模相角模相角4000.907-35.14.62109.10.00113.50.302108.48000.810-64.94.8529.10.00464.2