芯片級LNA設計之基本共源極電路解析

前幾天，受了一下刺激。

從隊友那得知，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(hù)，賣(mài)了幾個(gè)月后，被競爭對手吃掉了好多份額。而競爭對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，還是因為產(chǎn)品研發(fā)晚了，其他廠(chǎng)家的同類(lèi)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(chǎng)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(chǎng)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)，性能還比分立的穩定，看上去還美觀(guān)，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，再看以前看的內容，竟然發(fā)現還能看懂，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，這和板級的差不多，只不過(guò)芯片級的LNA設計，其輸出可能不是50ohm阻抗。

接著(zhù)對常規的共源(CS)級電路，如下圖，進(jìn)行分析，發(fā)現輸入電阻太大，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，輸出端因為RC時(shí)間常數的影響，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，50ohm的匹配阻抗是滿(mǎn)足了，但是噪聲系數>3dB，也不行。

接著(zhù)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。這樣噪聲系數會(huì )不會(huì )減小呢？結果算下來(lái)發(fā)現，噪聲系數還是不會(huì )小于3dB。所以還要繼續改進(jìn)。

接著(zhù)考慮電感負載的共源極電路，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，但是因為反饋電容，會(huì )增加其他頻率處的負阻，導致不穩定。

雖然可以通過(guò)電感來(lái)中和CF的影響，如下圖所示，但是因為CF相對來(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，這種拓撲結構，很少在現代RF設計中采用。

接著(zhù)又介紹了另外一種架構，仍然基于共源極電路，如下圖所示，輸入阻抗匹配OK，但是噪聲系數還是超過(guò)3dB。

也就是說(shuō)，上面的架構，都不太好，噪聲系數偏大。

編輯：黃飛