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    關于高增益 LNA 的穩定性

    發布者:鐳芯微電子 發布時間: 2018-07-09

    關于高增益 LNA 的穩定性

     對于 LNA(低噪聲放大器)電路,必須保證 K>1,否則在特定的源阻抗或負載阻抗下,電 路會產生不穩定或者振蕩的現象,在 Smith 原圖上看,表現為 S11 或 S22 出現>0dB 的情況。 然而由于晶體管的增益高,特別是一些高 fT 器件用于較低頻率的情況下,電路增益會非常高, 當電路分布參數以及器件的內部結電容的存在,往往會發生 K<1 的情況。 

    為保證電路穩定性,往往采取一些措施,我司收集總結了一些電路方式,列舉如下:

     1. 電路輸入處端并上阻性元件,但是這種方法在一些要求噪聲系數要求比較高的場合很少采 用,因為會降低電路的 NF,因為阻性元件會產生熱噪聲,而且衰減電路的衰減量等效為噪聲 系數,前置的衰減電路會導致整個系統的 NF 降低;

     2. 應用相對較多的方法是在輸出端并上阻性元件,在 ADS 的 LNA example 中就這種方法, 但是這種方法也要謹慎運用,因為會導致低增益,并降低 1dB 壓縮點(也就會降低 IP3,即電 路的線性); 

    3. C 到 B 極之間接入 R-L-C 反饋通道,來降低某些頻段的增益,以提高穩定性,適當選擇參 數能獲得較平坦的增益和穩定的電路,但是由于會有一部分噪聲反饋回輸入端,所以也會降低 電路的 NF;

     4. 用濾波電路來做匹配,通常用在輸出部分,來降低特定頻率范圍的增益,通常是出現振蕩 的高頻(高于工作頻率),常用的方法是采用 1/4 波長線或特定諧振頻率的電容; 

    5. 射極采用電感,來消除高頻增益,在高頻端穩定,常見的是采用走線電感,通常經驗值每 mm 的走線電感約為 0.8-1nH。

     以上幾點方法,希望對需要的客戶有一定的幫助,這幾個方法往往要適當應用,并且需要 一定的經驗,而且可以幾個方法同時應用。

     【友情提示】: TO92 封裝的高頻器件(如 3355),由于引腳可以看做為 3 根平行的導線,有一定的電感 量和電容量。很多廠家由于直插件是采用人工插件的方法,往往沒有把器件插到底,豎著長長 的引腳,然而 1cm 長的引腳約有 10nH 的電感量,在 500MHz 時就有 31.4 歐的阻抗,三個引 腳都串這樣的電感,會對電路阻抗匹配有較大的影響,特別是射極到地的引腳電感形成了負反 饋,降低了電路增益,在有些電路下,這些分布參數甚至會導致電路振蕩。所以建議 TO-92封裝的 3355 應盡量插到底貼近 PCB 再焊接,或者選用 SOT23 等貼片封裝。


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