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ATF54143的LNA设计 [复制链接]

本文基于ATF54143的芯片进行LNA设计,ATF54143的芯片是前身为安捷伦公司开发的一款LNA芯片,其拥有高增益,高线性,低噪声的特性,广泛用在基站场景中,频率覆盖范围为450MHz-6GHz。

      本文按照DataSheet的特性,先进行静态工作点的设置,静态工作点的设置按照工作电压Vdc=5V,Vgs=0.5V,Vds=5V,ids=60mA。具体静态工作点的设置电路参考如下:

image.png

静态电路仿真结果如下,满足稳定性系数K>1,噪声系数N<1,最大增益(1.5GHz)时为19dB。

image.png

        本文按照最大增益的参数进行设计,需要找到设计最大增益时输入和输出阻抗,其阻抗如下:

image.png

其中Ga圆对应Zs的阻抗,Gp圆对应ZL的阻抗,这样我们就可以进行输入和输出匹配的设计,最大增益设计,需满足共轭匹配,匹配图需满足下图要求。

 

image.png

首先进行输入匹配设计:

阻抗匹配设计可以打开ADS里面的Smith Chart工具进行操作,设置一个阻抗为50欧姆,另外一个阻抗为7.6+j*4.56,参考图如下:

 

image.png

image.png

其输入匹配如下:

image.png

S参数仿真结果如下,满足很好的要求:

 

image.png

同理输出匹配也是按照上面的方式进行,匹配方式按照低通的设计,可以有效抑制高频谐波等。

全部仿真原理图如下:

image.png

全部仿真结果:

image.png

最后进行版图仿真,版图仿真需要对原理图进行完善,就是元器件之间需要补充走线进行版图连接,完善的版图原理图前提都要满足管子工作的要求。

image.png

生成的版图如下,版图需要按照实际的位置进行调整,需要尽量美观。

image.png

版图完成生成EM model进行联合仿真,

image.png

联合仿真由于寄生参数的影响需要进行匹配的局部微调,并进行对比。

image.png

本文结合ATF54143的管子,需要考虑的是静态工作点的设计,需要了解各元器件是怎么影响到阻抗,噪声系数,稳定性及最大增益,需要掌握输入输出的匹配设计,需要掌握如何进行制作及优化版图的。

此帖出自RF/无线论坛
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