芯片級(jí)LNA設(shè)計(jì)之基本共源極電路解析

前幾天，受了一下刺激。

從隊(duì)友那得知，去年研發(fā)的產(chǎn)品，好不容易推上量產(chǎn)了，也找到一個(gè)大客戶，賣(mài)了幾個(gè)月后，被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手吃掉了好多份額。而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手采用的是芯片方案。

一方面呢，也是產(chǎn)品研發(fā)的晚了，不是打頭陣的，所以紅利就沒(méi)剩下多少了；另一方面呢，還是因?yàn)楫a(chǎn)品研發(fā)晚了，其他廠家的同類型的產(chǎn)品已經(jīng)吃過(guò)紅利了，打通了市場(chǎng)，所以就有芯片廠商介入了。

在那些量大的低端的市場(chǎng)，感覺(jué)都是，先是用分立器件搭上，然后先去市場(chǎng)上試水，一旦量起來(lái)了，芯片廠商就介入了，然后分立器件就沒(méi)得玩了。

理由很簡(jiǎn)單，芯片只要量一起來(lái)，簡(jiǎn)直就是白菜價(jià)，性能還比分立的穩(wěn)定，看上去還美觀，換我也選芯片方案。

因此，芯片還是要看起來(lái)。

so，又把razavi的射頻微電子給打開(kāi)了。

沒(méi)想到時(shí)隔兩個(gè)多月，再看以前看的內(nèi)容，竟然發(fā)現(xiàn)還能看懂，沒(méi)有完全忘記，真是太驚訝了，同時(shí)也很開(kāi)心！

RAZAVI的chapter 5中，大概是按照這樣的思路講的。

剛開(kāi)始，講了LNA的一些性能指標(biāo)，這和板級(jí)的差不多，只不過(guò)芯片級(jí)的LNA設(shè)計(jì)，其輸出可能不是50ohm阻抗。

接著對(duì)常規(guī)的共源(CS)級(jí)電路，如下圖，進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)輸入電阻太大，與LNA要求的50ohm輸入阻抗相差太大，所以需要改進(jìn)。

基本共源極電路，除了輸入阻抗失配外，輸出端因?yàn)镽C時(shí)間常數(shù)的影響，可能還會(huì)限制其工作頻率，然后其增益還受工藝電壓的影響。

那怎么改進(jìn)呢，試試直接在輸入端并聯(lián)一個(gè)電阻唄，如下圖所示。但是發(fā)現(xiàn)，50ohm的匹配阻抗是滿足了，但是噪聲系數(shù)>3dB，也不行。

接著又舉了個(gè)例子，那如果把Rp增大呢，然后中間加一個(gè)LC匹配電路，把Rp匹配到Rs，如下圖所示。這樣噪聲系數(shù)會(huì)不會(huì)減小呢？結(jié)果算下來(lái)發(fā)現(xiàn)，噪聲系數(shù)還是不會(huì)小于3dB。所以還要繼續(xù)改進(jìn)。

接著考慮電感負(fù)載的共源極電路，如下圖所示，這個(gè)電路，通過(guò)選擇合適的值，可以獲得良好的阻抗匹配，但是因?yàn)榉答?a href="http://m.1cnz.cn/tags/電容/" target="_blank">電容，會(huì)增加其他頻率處的負(fù)阻，導(dǎo)致不穩(wěn)定。

雖然可以通過(guò)電感來(lái)中和CF的影響，如下圖所示，但是因?yàn)镃F相對(duì)來(lái)說(shuō)很小，所以電感就要求很大，從而在輸入和輸出端引入寄生電容，從而惡化性能。因此，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，很少在現(xiàn)代RF設(shè)計(jì)中采用。