基于基礎(chǔ)架構(gòu)接收器的超低噪聲放大器設(shè)計方案

作者：時間：2011-06-21 來源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/187471.htm

　　3.4 穩(wěn)定性

　　穩(wěn)定性是 LNA 最重要的要求之一。典型的規(guī)格要求實現(xiàn)最高 18 GHz 頻率下絕對穩(wěn)定工作。每一級設(shè)計也必須符合絕對穩(wěn)定工作的要求，包括所有條件下的所有外部元件和偏置。在此頻率范圍內(nèi)的多數(shù)情況下，高增益、低噪聲的設(shè)備往往會變得非常不穩(wěn)定。為了穩(wěn)定設(shè)備同時滿足這些要求，必須采用多種穩(wěn)定性設(shè)計技術(shù)。

　　為解決低工作頻率下的穩(wěn)定性問題，通常在源極會采用一個電感。

　　用于輸入和噪聲系數(shù)匹配的源極反饋電感器也可以用來實現(xiàn)穩(wěn)定性。常用的一種技術(shù)是使用串并行 LR 網(wǎng)絡(luò)。

　　這種網(wǎng)絡(luò)的作用是在低頻率時充當?shù)妥杩?，而在高頻率時充當高阻抗。

　　另一種常用的技術(shù)是從漏極到接地之間連接串并聯(lián) CR網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)的作用是在高頻率時充當分流電阻，而在低頻率時充當高阻抗。接地的分流電阻有利于穩(wěn)定設(shè)備。

　　還有一種用來改善穩(wěn)定性的方法，那便是在設(shè)備的輸出和輸入之間使用并聯(lián)反饋。不過這種方法會降低噪聲系數(shù)。因此，它通常用在第二級（緩沖）設(shè)計中，而不用于第一級設(shè)計。這種反饋也有利于 IP3、回波損耗（RL）和增益調(diào)整。

　　穩(wěn)定電路集成于共源共柵 LNA 中。SKY67100 和SKY67101 最終的仿真穩(wěn)定性和測量穩(wěn)定性結(jié)果如圖 16 和 17 所示。

　　3.5 靜電釋放因素

　　靜電釋放（ESD）指的是處于不同靜電位的物體或表面之間發(fā)生的靜電轉(zhuǎn)移，它對半導體器件具有極大的破壞性。ESD 必須在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段予以解決。設(shè)計中使用功率鉗制、二極管和疊接二極管 ESD 保護電路在所有引腳組合間獲得 1A 級（>250 V）的 HBM 額定值。

　　設(shè)計方案中的其它部件也使用 ESD 保護電路，但需要特別注意確保不會降低小信號、大信號和噪聲系數(shù)性能。

　　4 布線

　　SKY67100/SKY67101 應(yīng)用測試板布線的設(shè)計旨在盡可能獲得最低噪聲系數(shù)和最佳穩(wěn)定性。測試板為在 50 mil厚的 FR4 基底上疊加 10 mil 厚的 Rogers 4350B 基板。RF 電路中選擇使用 Rogers 4350B 材料，是由于它具有介電常數(shù)（εr）低、介電常數(shù)不易受隨溫度變化的影響等特點，能實現(xiàn)最佳的噪聲性能。成本相對較低的FR4 材料則用于承載其余壓層，并提高機械剛度和厚度。微帶線寬度和空間設(shè)計能夠接受常用的 0402 尺寸的表面安裝元件，同時維持統(tǒng)一的 50 Ω。覆銅厚度為1.4 mil，可減少電路損耗及其對噪聲系數(shù)的累加效應(yīng)。

　　5 元件選擇

　　圖9 顯示的是測試板原理圖。輸入元件 C1、C2 和 L1決定了設(shè)備的輸入匹配和噪聲系數(shù)。為獲得最佳的噪聲系數(shù)，推薦使用高 Q 值元件。