2.1 低噪聲放大器技術及一般設計方法

實例1：基于AT-41511的低噪聲放大器設計

AT-41511是Agilent公司的一款NPN型三極管，主要工作頻帶為800MHz～2.6GHz，其主要指標如圖2-1所示。

可以看出在1.5～1.7GHz頻段內，VCE為2.7V時，AT-41511單級增益12.5dB，NF為1.4dB。由于單級增益比較小，通過兩級AT-41511級聯來提高增益。其中第一級AT-41511按照最小噪聲系數匹配，第二級AT-41511按照最大增益匹配。下面介紹設計仿真過程。

（1）打開ADS 2008，在原理圖中選擇DesignGuide-Amplifier中的S-Parameter Simulations，單擊S-Params，Noise Fig，Gain，Stability，Circles，and Group Delay模板，該模板可以同時仿真低噪放的S參數、噪聲系數、增益、穩定性等。選擇摸板后在元件庫中選擇晶體管參數sp_hp_AT-41511；為了提高放大電路的穩定性，可以在輸出端與地之間并聯500Ω電阻，如圖2-2所示。

單擊【Simulate】按鈕進行仿真，仿真結果如圖2-3所示。

仿真結果中Matching For Gain是最大增益時的輸入、輸出阻抗，Matching For Noise Figure是最小噪聲時的輸入、輸出阻抗。這樣可以得到第一級的輸入、輸出阻抗和第二級的輸入、輸出阻抗。

（2）根據仿真的最小噪聲系數時的輸入、輸出阻抗值，在ADS 2008中選擇smith圓圖工具設計第一級放大器的輸入、輸出阻抗匹配電路；根據仿真的最大增益時的輸入、輸出阻抗值，在ADS 2008中選擇smith圓圖工具設計第二級放大器的輸入、輸出阻抗匹配電路。smith圓圖阻抗匹配設計工具如圖2-4所示。

smith圓圖阻抗匹配設計工具計算得到了匹配電路的形式和電感、電容值。

（3）根據smith圓圖阻抗匹配設計工具計算結果搭建兩級AT-41511級聯放大電路，調整第一級的輸出匹配和第二級的輸入匹配，來優化兩級AT-41511之間的駐波，優化后得到兩級AT-41511級聯放大電路，如圖2-5所示。

單擊【Simulate】按鈕進行仿真，仿真結果如圖2-6所示。

可以看出，兩級AT-41511級聯放大電路在1.5～1.7GHz頻段內，在VCE=2.7V，IC=5mA的偏置條件下，可以提供1.8dB的NF、25dB的GAIN，并且在工作頻段內級聯放大電路工作穩定。