仿真軟件的出現(xiàn)，讓我們不再需要推導(dǎo)復(fù)雜的公式，幫助我們快速且優(yōu)質(zhì)地完成射頻設(shè)計(jì)。

ADS的DesignGuide里面有各式各樣的 模板 ，可以協(xié)助我們進(jìn)行設(shè)計(jì)。今天我想探討的是，如何利用DesignGuide的Ampilifer中的一個(gè)模板快速設(shè)計(jì)低噪聲放大器。

我設(shè)計(jì)低噪放時(shí)，比較喜歡用紅色方框中的這個(gè)模板，如上圖。打開(kāi)這個(gè)模板時(shí)，就自動(dòng)彈出兩個(gè)窗口，一個(gè)是原理圖窗口，一個(gè)是數(shù)據(jù)結(jié)果窗口。用實(shí)際器件參數(shù)替代模板中的器件參數(shù)，再結(jié)合.dds上的計(jì)算結(jié)果，即可快速地完成設(shè)計(jì)。

原諒我不想去下載個(gè)新的器件參數(shù)了。

所以就直接用模板中所提供的器件參數(shù)進(jìn)行仿真（AT310113C.s2p）了。

模板中的s2p文件，除了S參數(shù)以外，還包括噪聲參數(shù)，如上圖綠色方框里所示。

在文獻(xiàn)[1]中，指出，二端口放大器的噪聲系數(shù)能表示為：

其中，Ys表示呈現(xiàn)在晶體管處的源導(dǎo)納；

Yopt表示得出最小噪聲系數(shù)的最佳源導(dǎo)納；

Fmin表示當(dāng)Ys=Yopt時(shí)獲得的晶體管的最小噪聲系數(shù)；

RN表示晶體管的等效噪聲電阻；

Gs表示源導(dǎo)納的實(shí)部。

所以，當(dāng)Ys=Yopt時(shí)，噪聲系數(shù)最小。

再看.dds文件中的計(jì)算參數(shù)。

藍(lán)色方框里的值，是我們能達(dá)到的最小噪聲系數(shù)，即是s2p文件噪聲參數(shù)的第二列的值(對(duì)應(yīng)1.8GHz)；黃色方框里，是s2p文件噪聲參數(shù)的第三列和第四列的值(對(duì)應(yīng)1.8GHz)；粉色框中的穩(wěn)定系數(shù)為0.554，小于1；紫色方框內(nèi)的Zopt即是上面公式中所講的Yopt對(duì)應(yīng)的倒數(shù)。且可以下列公式得到。大家感興趣的話，可以自己算一下，Γopt即是上圖黃色框里的反射系數(shù)。

我個(gè)人的設(shè)計(jì)步驟是，先把偏置網(wǎng)絡(luò)加上，然后采取一定提高穩(wěn)定性的措施（這邊是在發(fā)射極接小電感到地）。如下圖。圖中的偏置網(wǎng)絡(luò)的值，還需要在實(shí)際電路中調(diào)試獲得。查了一下這個(gè)器件的datasheet，沒(méi)有確切的HFE和VBE值。我計(jì)算的時(shí)候，是假設(shè)HFE=100,VBE=0.6V,而Vcc=3V。

加上偏置電路以及發(fā)射機(jī)小電感到地后，1.8GHz處的穩(wěn)定系數(shù)提高到1.069，噪聲系數(shù)惡化0.041dB，如下圖所示。

接下來(lái)，遵循前面《Smith圓圖簡(jiǎn)介》介紹的“往前看，向后退”原則，按照上圖心型框內(nèi)標(biāo)注的阻抗進(jìn)行匹配。請(qǐng)注意方框內(nèi)各個(gè)阻抗標(biāo)注的方向哈。

最后，電路架構(gòu)如下圖所示。其中黃色和紅色圓圈上分別為輸入和輸出匹配電路，值分別為6.8nH/1.2pF和10nH。選擇如此結(jié)構(gòu)的輸入匹配電路，是考慮不讓匹配電路影響基級(jí)的偏置，所以選擇先串聯(lián)電感，然后再并聯(lián)電容。在輸入端可再串聯(lián)82pF的電容，防止對(duì)前級(jí)電路的直流點(diǎn)產(chǎn)生影響。紫色方框中是為了提高低端的穩(wěn)定度（值分別為27nH,9.8pF,120ohm），而綠色方框是為了提高整體的穩(wěn)定度(1kohm并聯(lián)到地)。

上述電路架構(gòu)的仿真結(jié)果如下圖所示。

S21=9.22dB,S11=-10.1dB,S22=-16.2dB；NF=1.341dB。全頻段穩(wěn)定。

至此，一個(gè)低噪聲放大器的雛形完成。進(jìn)一步的話，需要進(jìn)行版圖仿真，在2GHz左右的話，版圖仿真還是很準(zhǔn)的。