ATF55143低噪声放大器的设计+电路原理图(5)
1)采用噪声低的元器件。
对于放大以及其他电路，电子器件自身噪声有重要作用。因此在电路设计中尽量不使用电阻器件，使用电感或电容来替代电阻在电路中的作用。
2)晶体管放大级直流工作点的选择很重要。
晶体管放大级的噪声系数 和晶体管的直流工作点有着一定的关系。一般情况下，噪声系数随着偏置电流增大而减小。
3)正确选择信号源内阻。
当存在着最佳信号源内阻 时，放大器的噪声系数最小。共源电路与共栅电路比较，共源电路的噪声特性好，常用于放大器的第一级[4]。
4)适当选择工作带宽。
噪声电压与工作带宽有关。当接收机以及放大器工作宽度增大，接收机以及放大器的内部噪声就会增大。所以选择接收机以及放大器的工作带宽必须要严格。
5)适当选择放大电路组态。
单级电路的放大增益一般不能满足设计的需要，因而需要两级级联。共栅电路的隔离度较好，所以，共源共栅电路得到了广泛的应用。
2.3 MOS LNA线性度分析
在设计低噪声放大器中，噪声是设计中首先考虑的一个因素。低噪声放大器作为接收机的第一级，其非线性性能也是放大器一个很重要的指标。在完成低噪声特性的设计后，还必须考虑放大器的线性度和抗干扰能了。常用1dB压缩点和三阶交调点来描述电路的线性度。尽管整个接收机的非线性常常由后面的几级如混频器等所限制，仍然有些应用场合要求低噪放有很高的线性度。在本小节中，将会对共源电路进行分析，得出一般化的结论[5]。
2.3.1 1dB压缩点
MOS管是一个电压控制电流的晶体管，在简化的输入电压与输出电流的特性等效中，漏极电流与源栅电压成二次方正比关系。但是，在实际的使用中，由于MOS管存在着很多其它难以消除、简化的效应，对输出端漏极电流进行傅立叶变换，将会得到一个三次和更高的谐波项。
设放大器的输入端只有一个余弦波信号 ，在输出端可以得到相应的输出电流，但是电流中含有多次谐波。由于高次谐波的幅度会随着谐波次数的增大而减小，所以只需要考虑到3次谐波项。则可以得到一个输出电流交流表达式：
(27)
由上式可以知道，输入一个单一频率信号，通过一个非线性的器件，在输出端会产生不仅含有基波频率 的频率项，而且还会产生N次谐波项。
当信号的幅度大到器件的高次谐波项不能忽略的时候，由式(27)可以得到基波信号电流为：
(28)
其幅度为：
(29)
由此可以得到，大信号的平均跨导为：
(30)
由式(30)可以知道，大信号的平均跨导与输入信号幅度 有关。由此与可以看到，电路的非线性不仅在于出现了谐波，更重要的是它的基波增益中出现了与输入信号幅度有关的失真项 。在一般的情况下， 。当输入信号的幅度增大到一定的程度的时候， 会减小，这种现象就是增益压缩。在射频电路中，常用1dB压缩点来度量一个放大器的线性度。它的定义就是，为使得电路的增益比线性放大器增益下降1dB所对应的输入信号的幅度或者对应的信号能量[6]。如图7所示。
图7 低噪声放大器的1dB压缩点示意图
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