射频电子电路设计图集锦TOP8 —电路图天天读(135)
文献对cascode结构提出了改进,在图1的基础上通过在M2管的栅极接上一个小值的电感Lg2就可以实现在增益不变的情况下,提高电路的稳定性,同时在M2管的漏极上接一个小值的电阻以调节电压增益如图2(a)所示。(b)所示的是小信号等效电路,其中Z1代表省略部分的等效阻抗,可以看到由于M2 管的寄生电容Cgd2的值比较小,所以对于输出端阻抗而言,Lg2几乎可以忽略。因为放大器的增益等于输出阻抗和输入阻抗值之比,所以增加 Lg2后并没有影响LNA的增益。
其中ZLoad=jwLout//(jwCout)-1//Rout,Zs是源端电感LS的阻抗。
放大器的稳定系数为[3]
其中Δ= S11S22-S12S21 (6)
稳定系数K能快速给出稳定性判别依据,当K》1,|Δ|《1时,LNA将会无条件稳定。那么由公式(5)和(6)可知,若反向增益S12减小,那么K值将会增大,LNA将会增加稳定性。从图2(b)可以看到,由电感Lg2和MOS管的电容Cgd2组成一个低电阻通路使得从输出端反馈回来的信号流向接地端,从而降低了反向增益S12,提高了LNA的稳定度。
偏置电流复用结构
现代无线通信设备要求具有更小尺寸,更轻重量,更长的待机时间。这就要求降低射频前端的电源电压,因此低电压、低功耗技术成为迫切需要。由公式(3)可知当输入端处于谐振时Ls=RsCgs/gml,其中Cgs是图1中M1管栅极和源极之间的电容,gml是M1管的跨导。图所示的cascode结构可以获得较小的噪声系数,但是往往需要比较大的漏极电流Id,增大了直流功耗。文献 [4]中提出了偏置电流复用技术,其基本思想是:为了节省直流功耗,可以将PMOS管和NMOS管串联在直流偏置通路里,对其结构的说明如图3所示。