稳定低噪声放大器中晶体管工作点的设计方法(下)

匹配步骤与设计过程修正之前完全相同。首先计算负载阻抗(根据经过“稳定性”修正的S参数和基于噪声参数的给定源负载),然后用集总元件表示之。
精确计算得出的电容和电感数值并非标称值,因此还须借助实际无源器件模型加以规范。为了使得仿真结果更加有效,电容值尤其需要借助一系列容性阻抗模型标准化。这些工作在第四个设计步骤中完成,该步骤这里不再详述。需要强调的主要一点是以上描述的技术能够使K因子提高。这项技术还可以应用到其它晶体管和不同规格的器件设计中。
实际应用时须考虑的问题
稳定电阻Rstab可以有多种方法实现,如图7a所示。为了清楚起见,本文以下部分都忽略了输入和输出端的匹配电路。用于相邻级之间DC阻断的电容也不作考虑。应用例中显示的是双极型晶体管,注意该例也同样适用于FET。
最常用的偏置方法是在设备的RF输出端和DC源之间并联一个电容(图7b),现在最主要的问题是如何接入稳定电阻Rstab。图7c是Rstab最简单的实现方式,该电阻直接与地相连,因此具有直流工作特性。这样做的缺点是从电源引入了额外的直流电流I=Vcc/Rstab。整个系统不是由电池供电时这可能不会成为主要问题。

图7d则正好与图7c相反,Rstab并不引入任何直流分量,其频率响应由电容C决定。因为直流电源通常并联高值电容(uF量级),这样做不会带来什么麻烦。当电源电压直接偏置晶体管时,这样配置的优势最为明显。注意Rstab通过一个偏置电感Lc短路,因此直流情况下完全可以忽略。
如果电源电压过高,则须采用图7e和7f中的配置。Rstab被用于降低电压。一旦集电极(漏级)电流固定,电压的下降幅度就可以定量计算。通过设置集电极(漏级)电流就能借助Rstab使电压下降预期的幅度,见图7e。如果还要进一步降低电压,则可利用Rstab和R1共同实现所需要的阻值。注意两电阻之间必须连接一个电容,使得Rstab在RF环境中有效地工作。
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