了解無線設(shè)計(jì)中低噪聲和功率放大器的基本原理

　　了解無線設(shè)計(jì)中低噪聲和功率放大器的基本原理

　　對(duì)性能、微型化和更高頻率運(yùn)行的推動(dòng)正在挑戰(zhàn)無線系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵天線連接元器件的限制：功率放大器 （PA） 和低噪聲放大器 （LNA）。使 5G 成為現(xiàn)實(shí)的努力，以及 PA 和 LNA 在 VSAT 端子、微波無線電鏈路和相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的使用促成了這種轉(zhuǎn)變。

　　這些應(yīng)用的要求包括較低噪聲（對(duì)于 LNA）和較高能效（對(duì)于 PA）以及在高達(dá)或高于 10 GHz 的較高頻率下的運(yùn)行。為了滿足這些日益增長的需求，LNA 和 PA 制造商正在從傳統(tǒng)的全硅工藝轉(zhuǎn)向用于 LNA 的砷化鎵 （GaAs） 和用于 PA 的氮化鎵 （GaN）。

　　本文將介紹 LNA 和 PA 的作用和要求及其主要特性，然后介紹典型的 GaAs 和 GaN 器件以及在利用這些器件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)牢記的事項(xiàng)。

　　LNA 的靈敏作用

　　LNA 的作用是從天線獲取極其微弱的不確定信號(hào)，這些信號(hào)通常是微伏數(shù)量級(jí)的信號(hào)或者低于 -100 dBm，然后將該信號(hào)放大至一個(gè)更有用的水平，通常約為 0.5 到 1 V（圖 1）。具體來看，在 50 Ω 系統(tǒng)中 10 μV 為 -87 dBm，100 μV 等于 -67 dBm。

　　利用現(xiàn)代電子技術(shù)可以輕松實(shí)現(xiàn)這樣的增益，但 LNA 在微弱的輸入信號(hào)中加入各種噪聲時(shí)，問題將遠(yuǎn)不是那么簡單。LNA 的放大優(yōu)勢會(huì)在這樣的噪聲中完全消失。