电压、电流分别可调的有源匹配网络.pdf

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1、电压、电流分别可调自适应有源偏置网络谢成诚羊恺(电子科技大学微波中心，成都，610054)摘要低噪声放大器只有在一定的电压、电流下才具有厂商提供的S参数、噪声系数等特性，而传统的无源偏置网络不能精确设定低噪声放大器的工作状态。本文详细分析了一种新型电压、电流分别可调自适应有源偏置网络的工作原理，并通过实际的应用证明了此有源偏置网络的优越性能。关键字低噪声放大器有源偏置网络在工程实践中，一般的低噪声放大器对漏极的工作状态都有比较严格的规定，而厂商提供的S参数、噪声系数等也必须在指定的V、I下才是准确的。比如，NEC公司dd的NE32584C所提供的

2、噪声系数就是V=2V、I=10mA时的数据，而Agilent公司dd的ATF10136所提供的噪声系数则是V=2V、I=25mA时的数据。为了使仿真和试dd验结果更加接近，必须比较精确的来设定放大器的漏极电压、电流。图1传统放大器偏置示意图通常的做法是：电源经过稳压后利用电阻网络为放大器漏极、栅极供电，如图1所示。这种偏置网络的优点是结构简单，缺点是放大器的电压电流不可能比较精确的达到参考值，栅极电压的微小变化可能会导致放大器的工作状态和初始值有较大的偏移，而且需要仔细调节栅极电压以使R达到参考电压、电流所需的值。这是一个繁琐的过程，ds由于电压

3、电流的关联性，有可能达不到所需要的值。这样的后果是放大器的工作状态和预先设定的工作状态存在一定的偏差，可能导致匹配电路效果离预想值偏离较大。使用如图2所示的有源偏置网络，可使漏极电压、电流分别可调，从而较为精确的设定放大器的工作状态，而且系统会自动调整栅极电压来获得需要的漏极电压、电流而不需要人为设定栅极电压。在栅极或者漏极电压出现波动时，系统可以通过自适应控制而使其恢复设定值。OUTPUTINPUTVdVgRFblockRFblockR2稳压器2N2907R15V10KVcVeVccVb10K1.2K－1K正负电源变＋换器图2有源偏置网络现在来

4、详细分析有源偏置网络对放大器的自适应控制。首先，有源偏置网络可以使栅极达到合适的负压值来让漏极的电压、电流达到设定值。比如，在图2中，设定放大器的漏极电压V=2V、漏极电流I=25mA。选用dd合适的电阻网络使NPN三极管2N2907的基极电压V＝2.3V，由于三极管基极射极间b5−30.7V左右的导通电压，V＝3V。选取R1==80Ω来保证到达放大器漏极的电流e0.0253−2为25mA。选取R2==40Ω来获得2V的漏极电压。由于三极管2N2907集电极的0.025限流电阻很大（为10K），故可以不考虑三极管射极电流对放大器漏极的影响。可以假

5、设：当V＝−1.5V时，漏极的电压电流分别为2V和25mA，可知g2R==80Ω。ds0.025若上电后V<−1.5V，则R>80Ω，可知I将减小。而由于三极管把V限定gdsR1e在3V，结果是导致三极管的射极电流减小。I也将会减小，使V电压升高。结果是Rccds减小，最终达到80Ω的设定值。可见，系统通过反馈可以使V处于适当的值而让漏极获得设定的电压、电流值。g通过设定V的值以及选择R1的阻值，可以确定栅极的电流大小；通过选择R2的阻值，d可以确定栅极的电压大小。这就达到了放大器的漏极电压电流分别可控的目的。利用有源偏置，使用ATF10136和

6、HMC481制作出了一个两级的低噪声放大器，电路板外形尺寸为54×25mm。其漏极电压电流和设计值基本吻合，试验时仅需要简单调试就可以达到设计要求。试验测量结果为：在800～860MHz时，放大器增益：22±0.5dBm，噪声系数：1.5±0.1dB。试验说明，加入此新型电压、电流分别可调自适应有源偏置网络后，低噪声放大器工作状态和设计值吻合度比较高，简化了复杂的调试工作。参考文献：1Agilent’sApplicationNoteG004:S-BandLowNoiseAmplifierUsingtheATF-10136.2何金茂，电子技术导论（

7、模拟部分），西安交通大学电子学教研室3陈天麒，微波低噪声晶体管放大器，人民邮电出版社