LNA偏置电流的问题

Arm720 · 发表于 2006-4-12 04:25:00

这段时间看LNA的器件资料，一直不明白一个问题，就是FET的偏置电流到底起什么作用，有的是5mA, 15mA, 30mA等，本着降低功耗的原则，当然是偏置电流越低越好，高的偏置电流又有那些好处和影响？

kinpoagilent · 发表于 2006-4-12 09:46:00

電流低功率也低雜訊NFmin也會降低相對電流高電流高功率高雜訊NFmin也會升高 s參數也會跟隨偏壓變動 看規格需求而挑選

Arm720 · 发表于 2006-4-12 10:49:00

多谢楼上兄弟的支持！既然低电流的 NF 较低，我看GPS大部分的LNA直流偏置都是15mA或者10mA，不选 5mA 不只是什么原因，而且功耗等各个方面都好。还有个问题就是Vgs自偏置是负电压，我一直不明白为什么单电源供电，会出现负偏压？

zthhxiexie · 发表于 2006-4-12 13:13:00

电流低增益，P-1，OIP3相对都会降低，根据需要选择适当的偏置；晶体管的工艺决定了某些管子工作时需要负电压 -Vgs，负电压从正电压转变过来。负电压越小（绝对值越大）时，Ids越小，有时电流越大管子指标越好时，直接将负压加到最大，也就是0V。[em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01]

Arm720 · 发表于 2006-4-12 21:46:00

刚才查了一下LNA的参数，确实是Vds，Id大，增益大，数值大1到2dB左右。有个问题还是不明白，我看用于LNA的管子都是单电源供电，Vgs是自偏压，也就是G脚不施加任何电压的情况下，出现Vgs负压(自偏压)，实际上是没有单独为Vgs提供负电源的。

czc2166 · 发表于 2006-4-13 11:04:00

Vgs负电压出现可以从模拟电子的角度解释,找本模电书好好看看自偏压原理.解释如下:Vgs=Vg-Vs,电压就是电位之差,又因为场效应的管子一般输入电阻很高(10的12幂以上),所以Id很小基本为0,所以G极上接的电阻电压降基本为0,既Vg=0.又S极接电阻通过Ids提供了一个电压Vs(S极通过电阻接地,所以Vs既是电压也是S极的电位),所以Vgs=Vg-Vs=0-Rs*Ids= -Rs*Ids 你可以找个管子比如(34143,系统自带的),在ADS里确定起直流工作点,然后注释电压电流值,可以清楚的看到各个关系. 另外俺有个问题,我现在也是做LNA,用ADS仿真. 在知道最小噪声源反射系数后,输入阻抗就可以按照这个最源反射系数匹配了,但是我按照系统带的例子做,就是用一个一端口网络先并连一个电感,通过系统扫描(固定频率),从结果中找那个最接近等50欧姆的电阻圆的那个电感值,然后在通过串联一个电容,同样通过扫描,在SIMTH图上找到最接近50欧姆的电容值(既SIMTH中心点),这样就可以达到匹配了.但是我用其他的simth图进行匹配时(或者用ADS自带的simth工具)进行匹配,发现电感值相差很大,电容值相差小,不知道相信那个正确. 我也是RF入门者,有时间可以交流下:qq 368531356

Arm720 · 发表于 2006-4-13 11:27:00

非常感谢6楼兄弟的回复，总算清楚了。很抱歉，对于你的问题，由于目前能量有限，不能给出我的意见，不过我的想法如下：LNA的设计，对于源级和负载级匹配，是从50Ohm匹配到GamaS和GamaL处，而不是从 GamaS , GamaL 匹配到 50Ohm处。呵呵，见笑了。

czc2166 · 发表于 2006-4-13 11:47:00

有这中匹配的,也有你那中匹配的,我都见过,你看下ADS里的例子,系统自带的,讲的是一个1GHz晶体管的LNA.

Arm720 · 发表于 2006-4-13 12:01:00

兄弟，我这边在下载老古论坛上的ADS，非常的慢，可能还需要几天的时间才能下载完。为什么要从50Ohm匹配到GamaS 的原因在于，你设计的目的是使反射系数在GamaS这一点，为料获取到较好的NF系数；而设计中认为源阻抗为50Ohm，所以是从50Ohm匹配到GamaS点。这也就是要获取到较好NF系数，是通过牺牲失配来获得的。也就是LNA 设计和阻抗匹配的不同之处。阻抗匹配的目的是使反射系数Gama为0，阻抗匹配是从Zs匹配到Z0，也就是原点的。切磋一下，欢迎指正。

czc2166 · 发表于 2006-4-13 12:32:00

呵呵试下另外感觉EAGLEWARE 的仿真软件也不错 ,上手比较快 ADS太庞大了,需要好久才能熟练运用!!

Arm720 · 发表于 2006-4-18 03:09:00

今天下载了该软件，正在学习中，发现它目前已经被Agilent收购了，看了几篇附带的学习资料，感觉还是比较清楚的，有消息后在继续和大家交流。

hujiajie2005 · 发表于 2006-4-18 10:54:00

谈到LNA我也想请教大家一个问题，就是ADS中VoltGain与PwGain的关系
我用ADS仿真LNA时，Simulation-S_Param中的VoltGain与PwGain的值分别是[52RD.com]
mag(VoltGain)＝1.25 PwrGain=7.9588[52RD.com]
按理说功率增益应是电压增益的平方，但从数据来看却不是，不知哪个高手能帮我指点迷津，小弟在此感谢了！

xiaonan · 发表于 2006-4-18 16:56:00

我用的是ads2004a，想用atf54143的管子，但是在库里面没找到，请问怎么调用。

Arm720 · 发表于 2006-4-19 09:25:00

atf54143的管子s2p文件可以到Agilent的网站找，然后连接到另外一个网站。
另外Volgain 和 Powergain的区别和计算方式，我今天找到一个文档描述，但是我还没有仔细的研究，楼上的兄弟有结果后告知一声啊。
这个问题我一直也很困扰，明天要好好研究一下。

czc2166 · 发表于 2006-4-19 15:10:00

Powergain是根据S21计算出来的,就是利用S21的模的平方取对数,然后乘10得出来的,你可以仿真后用坐标方式(dB)查看S21,然后在通过函数Powergain查看函数值,不过Powergain后面的三个参数要全部设置成50欧姆. 当源反射系数和负载反射系数都为0时,Volgain 为s21的一半.

Arm720 · 发表于 2006-4-20 03:24:00

今天详细研究了功率的关系，感觉有点意思，要理解功率增益，需要理解5个变量之间的关系（一点浅见）：1）放大器输入功率，有时候也叫放大器的入射功率2）源可用功率，也叫电源资用功率（“射频电路设计--理论与应用”中的叫法）3）负载吸收功率4）放大器输出功率5）放大器资用功率放大器输入功率和源可用功率的关系为：源可用功率 = 放大器输入功率 - 放大器输入反射功率放大器输出功率和放大器输出资用功率的关系为：放大器资用功率 = 放大器输出功率 - 放大器输出反射功率Power Gain （G）= 负载吸收功率 / 放大器输入功率Transducer Gain (Gt) = 负载吸收功率 / 源可用功率（or 电源资用功率）Available Power Gain (Ga) = 放大器输出资用功率 / 源可用功率（or 电源资用功率）实际上有两种增益圆：（1）按照功率增益G设计的输入输出增益圆和（2）按照资用功率设计Ga设计的输入输出增益圆。如何选择G 还是 Ga设计增益圆，下面是我的看法（我也不太确定，欢迎交流）：（1）按照Ga设计的增益圆反映的是放大器的功率增益情况。（2）按照G设计的增益圆反映的是负载吸收功率的情况。但是关于LNA的设计到底使用哪种功率增益圆，目前的资料写的都比较模糊，还需要继续研究。关于电压增益的定义和描述，手头缺乏资料，还没有分析。刚刚接触RF，以前没有学过，感觉是很有意思，希望多和大家交流，欢迎指正。比较有意思的一点就是放大器的入射功率并不和源可用功率相等，需要减掉一个反射功率，才等于源可用功率。

hujiajie2005 · 发表于 2006-4-20 23:10:00

版主，若是不给上面两位加分实在是说不过去啊，说实话，我就是喜欢这个论坛的这种学习讨论的氛围

Arm720 · 发表于 2006-4-22 05:04:00

多谢各位朋友的鼓励！昨天把ADS2005A下载和跑起来了，对于电源和功率的增益的研究暂时停止了两天，后面可以借助ADS和大家进行深入交流了。

hujiajie2005 · 发表于 2006-4-23 18:08:00

请问Arm720，你得 ADS2005在哪里下得啊？可以装嘛？好像很多人都不知道在哪里有下，而且即使下到了也安装不成功得

littlemmx · 发表于 2006-4-23 21:07:00

简单的说：要想获得较低的噪声，推荐选用低的漏极电流；要想获得折中的噪声和较好的动态，选用高电流工作模式；一般说来，使用圆图计算出的噪声匹配还是比较准的，但是还要在软件中进一步优化，因为在圆图中，路径不同，可能会出现匹配路径无法实现的情况。

		自动登录	找回密码
密码			注册

[讨论] LNA偏置电流的问题