射频调制第五章低噪放43例子.pptVIP

* 分析电路步骤 （2）画出放大器的交流通路图 （3）代入晶体管的小信号等效电路及参数， 计算放大器的各项指标 （1）分析直流偏置，决定直流工作点，得出对应工作点的参数 画交流通路图的原则： ① 直流电源是交流地 ② 大电容（交流旁路电容）短路 ③ 大电感（扼流圈)开路 ④ 仅做偏置用的直流电阻可不画 Q 完整电路 ① 画交流图 电源是交流地 去掉偏置 大电容短路 ②代入晶体管 等效电路 设晶体管 为单向传输 计算增益（单向传输） ①对线圈部分接入 进行折合 电流源 和 接入系数 负载接入系数 回路谐振，低噪放工作频率为 设LC回路的空载Q为Q0 回路谐振阻抗 （其中 ） ② 选择回路电抗元件： ③ 回路谐振阻抗 ④ 输出电压 ⑤ 电压增益 低噪放回路带宽 其中( ) 增加稳定性——抵消极间电容 的影响 添加中和电容 注意反馈的极性 极间电容 的反馈通路 中和电容的反馈通路 例5.3.1 1GHZ CMOS 低噪声放大器 1. 电路结构： ①场效应管M1和 M2、共栅组态 ②接成双端输入双端输出差动放大器 ③输入端采用电感 和 组成匹配网络 ④输出端采用LC回路选频 电感 （ ）下级输入电容CO ⑥ M3 交流短路（作用见后分析） CO CO ⑤偏置为 （偏置电路省略）， 电感 和 同时提供了各管子直流通路 电路分析 画交流通路图(以M1为例） 共栅、 栅源电容 漏极电容 （包括栅漏电容 ） 杂散及分布电容 CP 杂散电容 （包括下级混频器的输入电容） （1）输入匹配网络 外接电感线圈 L1 栅源电容 杂散及分布电容 CP 并联回路 谐振频率＝工作频率1GHz 回路谐振阻抗 共栅极输入阻抗为 调节匹配方法： 调节 M1和M2 的偏置电压VG —— 改变 M1 M2 的跨导 gm ， 使 = ，完成与源阻抗匹配 。 （2）输出回路 电感线圈L3 漏极电容 杂散电容 （包括下级输入电容） 并联谐振回路， 谐振于工作频率。 已知管子电容 和 ，得： 代入MOS管共栅等效电路 2. 性能指标 (1) 增益 增益 管子跨导 负载 回路谐振阻抗 设线圈L3 的串联损耗电阻是 r 单管增益： 比值 取决于电感的制作方式 外接电感 芯片内集成电感 放大器总增益 总输出 总输入 差分放大器总增益与单管相同 （2） 带宽 ① 当两个回路Q值相同时 电路特点： 输入 输出 并联回路 选频 阻抗变换 带宽？——由两个回路共同决定 设每个回路带宽为BW1 称 为缩减因子。 ② 当两回路 Q相差很大时 带宽取决于 高Q回路——输出回路Q值高 （3）放大器噪声 放大器噪声源 所以等效输入噪声源 放大器噪声系数 F = 1+ 电路变形，将噪声源分裂成两个 输出端 折合到输入端： （4）线性 差动输入方式—— 输入信号动态范围大于单管 差动输出方式—— 输出电流是M1和M2的输出电流之差 抵消非线性失真的偶次谐波 扩大了线性范围 共栅组态——Cgd 没有反馈 Cgd 包含在Cd 中 （6）输出电平调节 目的：与后级直流一致 M3工作在可变电阻区 调节M3 的栅极偏压VC 改变了M3等效电阻 改变了输出直流电平 （5）隔离——增强稳定性 不稳定原因——极间电容Cgd 例5.3.2 1.9 GHz CMOS 低噪声放大器 电路特点 ⑤负载用 与下级输入电容组成并联回路 ⑥有源偏置 ① 对称双端输入 双端输出差分形式 ②共源共栅级连电路 ③输入回路串联电感 ④源极电感负反馈 VDD 电阻 阻止M3 的噪声进入 M1 M3与M1组成镜象电流源 （1）偏置电路 电路分析 M3的电流 电阻 M3的偏压 电源电压VDD 代入场效应管 等效电路的输入级 （2）输入阻抗匹配 输入电路 输入回路方程 输入阻抗 为与源阻抗匹配 调谐输入回路串联谐振于工作频率 调节 与源阻抗共轭匹配 Qin为输入回路的有载Q （3）噪声 仅考虑由场效应管M1的沟道电阻噪声 （5）线性 双端输入和输出差分对结构 源极采用电感L2负反馈阻抗 扩大线性范围 （6）隔离 共源共栅接连组态——失配法，提供了最佳的输出输入间 的隔离度，减少了极间电容 影响 （4）增益 共源共栅级连、负载LC回路 M1 M2 L3 C 参