低噪声放大器直流偏置电路的仿真设计实验

影响信 号接收灵敏 度及 系统 的可靠性。在晶体管放 大电路 中，偏置 电路为 晶体管提供合适的静 态工作点 ，偏 置电路
设计 的重要性不可低估 。主要介绍 了低 噪声放 大器中直流偏置 电路的仿 真设计 。 关键词 ： 低 噪声放 大器 ； 直流偏 置电路 ； 仿真设计
Ｅｘ ｒｍ ｅ ｔｏ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｐｅ ｉ ｎ ｆＳｉ ｌ ｔｏ ｓｇ ｆＤＣ ａ ｉ ｇ Ｃｉｃ ｔ ｎ ｔ ｗ Ｂｉ ｓｎ ｒ ｕｉｓｉ ｈｅ Ｌｏ Ｎｏ ｓ ｉｅ Ａｍ ｐ ｉ ｅ ｌｆ ｒ ｉ
电脑 编 程技 巧 与 维 护
低 噪声 放 大 器 直流 偏 置 电路 的仿 真 设 计 实 验
何颖
（９ １ 队，乌鲁木齐 ８ ０ １ ） ６０ ７部 ３ ０ ７ 摘 要： 噪声放 大器 （ｏ ｏ ｅＡ ｌ ｅ，Ｌ Ａ Ｌｗ Ｎ ｉ ｍｐ ｆ ｒ Ｎ ）是微波 系统及其测量仪器 中的 关键部件之一 ，其噪声的大小直接 ｓ ｉ ｉ
ＨＥ ｎｇ Ｙｉ
（９ １ Ｌ ｒｏ ｓ Ｕ ｕ ｑ ３ ０ ７ ６ ０ ７Ｐ Ａ Ｔｏ ｐ ， ｒｍ ｉ ０ １ ） ８
Ａｂ ｔａ ｔ ｏ ｗ Ｎｏｓ ｓｒ ｃ ：Ｌ ｉｅ Ａｍｐ ｉ ｅ ｓｏ ｅ ｏ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｅ Ｍｉｒ ｗａ ｅ Ｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅｒｍｅ ｓ ｒ ｇ ａ ｐ ｒ ｔ ｓ ｔ Ｎｏｓ ｌ ｒｉ ｎ ｆ ｙ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｆｔ ｃ ｏ ｖ ｙ ｔ ｍ ｎ ｈ ｉ ａ ｕ ｉ ｐ ａ ａ ｕ ，ｉ ｉｅ ｉ ｆ ｋ ｈ ｎ ｓ
电路 的主 要 元 件 ，选 择 Ｔ型 网络 作 为 匹 配 网络 的 拓扑 结 构 。
２ 偏置 电路仿 真设 计Leabharlann Baidu
晶体 管 Ａ ３ １３的 ｓｐ文件 【 提供 了在 不同直流偏 置下 Ｔ４４ ２ － ｌ
的 噪 声 、增 益 及 Ｓ参 数 的情 况 。根 据 设 计 需 要 确 定 了直 流 偏
ｂ ａ ｉ ｇ ｃｒ ｕ ｔ ａ ｈ ｒ ｎ ｉ ｏ ｒ ｖ ｄ ｐ ｒ ｐ ｉｔ ｔ ｔ ｐ ｒ ｔ ｓｉ ｒ ｎ ｉｔ ｒａ ｌ ｅ ｉｃ ｉ ． ｈ ｓｐ ｐ ｒｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｉ ｓ ｉ ｉ ｓｔ ｅｔａ ｓｓ ｒｐ ｏ ｉ ｅ ａ ｐ ｏ ｒａｅ ｓａｉ ｏ ｅ ａ ｅ ｎ ｔａ ｓｓｏ ｍｐ ｉ ｒｃ ｒ ｕｔ Ｔ ｉ ａ ｅ ｎｍｄ ｃ ｓｔ ｅ ｎ ｃ ｓ ｔ ｃ ｉ ｆ ｓ
成偏 置 ，简化 了设计 和降低 了制 作成本 。再 次 ，在 源极加上
电阻足 后 ，会形成 直流负反馈 ，这样会使直 流工 作点更加稳
定 。其 中 ，电阻并联 了交流旁路 电容 ，但是 由于元件 的非理
想性 ，噪声会 比直接接地时有所上升 ，不过优势是 主要 的。
决定意义 。低 噪声放大器 的设 计过程 ，可 以简单地 的称 作是 “ 稳定前提下一个偏置 、两个匹配 ”的设计 。在晶体管放大 电 路 中，偏置 电路 为晶体管 提供 合适 的静态工作 点 ，如果 偏置 电路 设计不 当，会 影响 电路 的功率增益 、噪声 系数 ，甚 至会
经验 。
１ 器 件及 匹配 元件 的选择
本设 计 中采用 了 Ａ ｉ ｎ 公 司生产的高 电子迁移 率 晶体管 ｇｌ ｔ ｅ
（Ｈ Ｍ ）Ａ Ｆ ４ ４ ，它具有高的截止频率 和效率 ，在选定 的 Ｐ Ｅ Ｔ Ｔ ３ １３
工作频段 内具有很好 的噪声特性 。选 择微带 线结构作 为 匹配
Ｓ ｌｔｎＤ ｓ ｎｏ Ｅｄ ｅｔ Ｕ ｅｔｂａｉｇｃ ｃ ｉ ｅ Ｌｗ Ｎ ｉ ｍｐｉｅ． ｉ ａｏ ｅｉ ｆ （ｉ ｃ Ｃｌ ｎ） ｉｓ ｉ ｕｔ ｉ ｔ ｏ ｏ ｅ ｍｕ ｉ ｇ Ｄ ｒ Ｔ ｎ ｒ ｓ ｎｈ ｓＡ ｌ ｒ ｉ ｆ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｌ ｗ ｏ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ Ｎ ｉｅ Ａｍｐｉ ｅ ＤＣ ｂ ａ ｉ ｇｃ ｒ ｕｔ Ｓ ｍｕａ ｉｎ Ｄｅ ｉｎ ｌ ｉｒ： ｉ ｓ ｉｃ ｉ ｆ ｎ ｓ； ｉ ｌｔ ｓｇ ｏ
置 （ ＝ ｖ，， ＝ ０ Ａ ，在 ２０ Ｈ ３ ， ４ｍ ） ． ｚ附近工作 时有 较低 的噪 Ｇ 声系数和较高 的可资用增益 。接下来就 是采用一 定 的电路 结
噪声放大器 （ｏ ｏｓ ｍ ｌ ｅ，Ｌ Ａ Ｌ ｗＮ ｉ Ａ ｐｉ ｒ Ｎ ）是微波 系统 及其 ｅ ｉ ｆ 测量仪 器中 的关键部 件之一 ，其 噪声 的大 小直接影 响信号 接 收灵敏度及 系统 的可靠 性 。研制低 噪声放 大器对 降低发射机 和接收机 的噪声 、提高信 息传送质量 、增加通 信距 离都 有着
导致放大器 电路 的不稳定 。偏置 电路设计 的重要性不可低估 ，
主要 介 绍 了 低 噪 声 放 大 器 中支 直 流 偏 置 电 路 的仿 真 设 计 的 一
设 计偏置 电路 时 ，首先应用 射频开发 软件 Ａ Ｐ Ａ Ｐ Ｃ Ｄ计算
电路中源极 电阻 、漏极电阻 的近似值 。再应用 Ａ Ｓ２软 Ｄ ［ １
Ｆｉｕ ｅ ｄ ｒｃ ｙ ａ ｅ ｔ ｅ ｉｉｉｙ ｏ ｉｎａ ｅ ｅ ｉ ｄ ｓ ｓｅ ｒ ｌａ ｌｔ ｔｉ ｍｐｏ ｎｃ ａ ｏ ｄｅｅ ｔｍａｅ ｈ ｔ ｇ ｒ ｉｅ ｔ ｆ ｃ ｓ ｓ ｎｓｔｖ ｔ ｆｓｇ ｌｒｃ ｐｔ ｌ ｏｎ ａｎ ｙ ｔｍ ｅｉｂｉｉ ｙ．Ｉ ｓ ｉ ￣ａ ｅ ｃ ｎ ｎ ｔｂｅ ｕｎ ｒｓｉ ｔｄ ｔ ａ
件进行仿真，得到Ｉ 的值 ，经过多次仿真发现 的升 厂 和
高会 导致， ， 迅速 降低 ， 的升高则会导致 迅速降低 ，依 的值 ，进 行仿真 ，得 到电路 据 这个 规律反复手动调整 ，
原理 图及仿真结 果如 图 １ 图 ２所示。 和
种基 本方法 ，并 总结 了实验体会 ，为今 后的实验 工作积 累的