寬頻帶低噪聲放大器的設計

摘要 隨著光纖通信、衛星通信向著寬頻帶方向發展，要求放大器的帶寬也就越來越寬。文中設計了一種低噪聲放大器，該放大器具有較低的噪聲系數，同時工作頻帶較寬增益平坦度在工作頻段內控制在約1dB，另外該低噪聲放大器的輸入輸出匹配和穩定性良好。
關鍵詞 低噪聲放大器；寬頻帶；增益平坦度

低噪聲放大器在電路巾應用廣泛，但是頻帶較寬的低噪聲放大器增益卻在頻率高端常以6 dB／倍頻程的速率下降，同時還考慮穩定性等諸多因素。因此寬頻帶低噪聲放大器的設計較為復雜。文中采用負反饋式放大器結構利用ADS軟件設計仿真了一副具有寬頻帶特性、增益較高，同時能夠保證穩定性以及低噪聲系數和低增益平坦度的放大器。該放大器可用于多系統衛星導航接收機的前端第一級使用。

1 低噪聲放大器的設計指標
給定放大器的設計指標如下：(1)工作頻率1．1～1．6 GHz。(2)增益>15 dB。(3)增益平坦度，在頻帶內1 dB。(3)駐波比，輸入輸出駐波比都1．5。(4)噪聲系數：頻帶內1dB。
文中設計的放大器是利用安捷倫公司的高電子遷移率晶體管(PHEMT)ATF54143管進行設計。在FET的漏極和柵極之間接入一個串聯的RL反饋。這樣調整電阻R以及電感L的值就可以改善輸入輸出匹配，并且通過犧牲低頻增益改善穩定度。

2 未加負反饋的電路仿真設計
廠家提供的ATF54143的資料中，噪聲性能曲線如圖1所示。

圖1是在Vds=3 V時，Ids分別為60 mA，40 mA以及80 mA時的最小噪聲曲線。可以看出，在Ids=60 mA時，在1．0～2．0 GHz的范圍內最小噪聲都在0．4 dB以下，噪聲性能優越。另外在Ids為40 mA以及80 mA時，最小噪聲曲線與Ids=60 mA時的曲線基本一致，變化不大。
表1為ATF54143在Vds=3 V，Ids=60 mA的S參數。