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近十年来, 硅工艺晶体管的特征频率已能够达到数十GHz 以上。特别是SiGe 工艺,由于材料生长工艺的逐渐成熟, 再加上它能与硅工艺兼容、易于集成的特点, 使得SiGe 材料的BiC-MO S/BiCMO S 工艺与GaAs工艺相比, 更有利于RF 系统芯片的集成。目前, 硅材料低噪声放大器的产品频带已能够达到微波领域,。
而且在功耗、频率低端以及制作成本上更具有竞争优势。另外, 随着工艺水平的大幅提升, RF 低噪声放大器在采用双较晶体管制作的基础上, 还衍生了一种新形式, 即用MOSFET 制作低噪声放大器。以美国Sirenza 微波器件公司的产品为例。其LNA 产品包含10 余个产品系列, 各个产品系列采用不同的半导体工艺制作
(SiGe、InGaP、GaA s、pHEM T 等工艺) 和不同的晶体管形式(BJT、HBT或FET ) , 但产品水平大致相当。国内从事硅工艺低噪声放大器开发的单位主要以中电科技集团公司*二十四研究所和航天771 所为主。产品带宽一般在500MHz 范围以内。近年来,二十四所采用台面SiGe HBT 工艺, 已研制出带宽810 GHz。
GP 10 dB 的LNA 样品; 采用0135 LmSiGe BiCMOS 工艺, 开发出带宽116~ 118 GHz、GP20~ 30dB 的LNA 产品。一般来自天线的信号一般都非常微弱。所以我们常将低噪音放大器放置在非常靠近天线的部位,以减小信号通过传输线的损耗,而LNA的特性直接影响着整个接收机接受信号的质量。
我们常评价一个低噪声放大器LNA的性能,一般主要考量LNA的以下几个指标:噪声系数;增益G;功耗;频率范围;动态范围;输入输出的驻波比和反射系数;噪声系数,即为输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值。输入信号一般比较微弱,放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重。
理论来讲噪声系数越小越好,但由于噪声系统与产品工作点的参数相关,一般取较合适工作环境下,较低噪声系数的产品愈好。矽磊LNA SW7125噪声系数为0.65dB,在众多品牌中噪声系统相对较低,稍逊色于部分国外品牌,基本**国内品牌。增益G,定义放大器输出功率与输入功率的比值。
对于低噪声放大器的增益要适中,既不能过大,也不能太小。过大会使下级混频器的输入太大,容易产生失真。但为了抑制后面各级的噪声对系统的影响,其增益又不能太小。矽磊的SW7125增益为18dB,这个增益大小适中,俗话说“鞋合不合适,试过了才知道”,我相信矽磊的SW7125会给您一会满意的答案。
功耗,对于LNA产品一般是应用于无线产品中。该类产品有一个很重要的特点就是对能耗交要相对较高,多为电池供电。矽磊的SW7125的低功耗性能比较接地气。1.5V~3.6V工作电压,3.9mA工作电流,远低于同类产品的功耗,好处不多说。如今对无线通信设备和高速计算设备的市场需求不断增长。
而低成本和高集成度已成为集成电路,比如低噪声放大器(LNA)是商业成功因素之一。低噪声放大器的介绍。低噪声放大器(LNA)是运算放大器的一种,用于放大可能非常弱的信号。它通常位于非常靠近检测设备的位置,以减少馈线中的损耗。这种有源天线装置经常用在GPS之类的微波系统中。
因为同轴电缆馈线在微波频率下的损耗非常大,例如,几米电缆损耗10%会导致信噪比降低10%(SNR)。低噪声放大器是放置在无线电接收器电路前端的关键组件。使用低噪声放大器,可通过低噪声放大器的增益降低来自接收链后续级的噪声的影响,而低噪声放大器本身的噪声则直接注入接收信号中。
低噪声放大器必须在增加尽可能少的噪声和失真的同时提高所需的信号功率,以便在系统的后面阶段可以恢复该信号。良好的低噪声放大器具有低NF(例如1dB),足够大的增益(例如20dB)。进一步的标准是工作带宽,增益平坦度,稳定性以及输入和输出电压驻波比(VSWR)。
为了降低噪声,放大器的**级必须具有较高的放大率。因此,经常使用JFET和HEMT。它们在高电流状态下驱动,虽然效率不高,但会降低散粒噪声的相对量。在卫星通信系统中,地面站接收天线将连接到低噪声放大器。由于接收信号较弱,因此需要低噪声放大器。接收到的信号通常略**背景噪声。