基于GSM的宽带LNA电路设计

由表1可见，在1600MHz到2100MHz范围内，都满足K>1和B>0的要求，说明晶体管在所工作的频段是绝对稳定的，不需要采取稳定措施。
1．3 噪声系数
射频系统的噪声系数与每一级电路的噪声系数F和除末级外的功率增益G有关。如果射频系统包括N级电路，其中第i级的功率增益为Gi，噪声系数为Fi，则射频系统的噪声系数F可表示为：

由式(5)可见，第一级的噪声系数F1和增益G1对电路的整体噪声指标影响最大，而LNA恰为系统第一级，因此，它的设计非常重要，要求具有足够小的噪声系数，尽量高的增益。对于单级LNA电路来说，其噪声系数可通过下面的式(6)计算，

其中，分别表示晶体管的最小噪声系数、获得最小噪声系数时的最佳源反射系数和晶体管的等效噪声电阻，它们均由管子本身的特性决定，其数值如表2所示。为输入端源反射系数。由式(6)可以看出，当时，放大电路的噪声系数F最小，等于Fmin。

由于要兼顾放大电路的增益Ggain，因此，在满足噪声系数F要求的情况下，实际匹配可以适当偏离，以取得更大的增益，满足整体性能指标。由表2可以看出，只要设计合理，在1700MHz～2000MHz范围内完全可以实现小于1．8dB的噪声系数。设计时，输入匹配初始选，然后再根据其他指标进行优化。
1．4LNA结构分析与设计
电路结构如图1所示，设计重点是输入输出匹配电路。考虑到工作频率范围宽，因此，输入匹配采用微带双枝短截线，输出为微带单枝短截线。直流偏置根据管子的资料，采用10V电源，工作点设置为Vce=8．0V，Ic=10mA。

1．4．1 输入匹配电路
通过仿真得到最佳源反射系数时的最佳输入阻抗为11-j*14．2。为了得到最小噪声系数，令，按照该阻抗设计输入匹配电路，噪声系数最小，但此时输入端是失配的，因此，增益不是最大，电压驻波比也不是最小。
设计选用聚四氟乙烯材料，εr=2．65，H=0．8mm，T=35μm。为了实现宽带放大，输入端采用微带双枝短截线。利用计算工具可得到符合要求的输入匹配电路如图2所示。