LNA设计
设计目的
为后级提供足够的增益以克服后级电路噪声
尽可能小的噪声和信号失真
确保输入和输出端的阻抗匹配
确保信号线性度
评价标准
噪声系数
功率增益
工作频率和带宽
输入信号功率动态范围
端口电压驻波比
稳定性
基于SP模型的LNA设计
直流分析
S参数分析
设计指标 ：
噪声系数：
增益：
工作频率和带宽
输入信号功率动态范围
端口驻波比
稳定性
sp模型分为"pb_hb_"和"sp_hb_"，其中第一个是封装类模型（用于直流和偏置电路扫描设计），第二个是S参数模型，用于射频性能仿真。
设计步骤：
SP模型制作安装
直流工作点扫描和选取
S参数特性仿真
阻抗匹配
稳定性、噪声系数、增益的优化仿真
以AT41533设计：NF<2.5dB；Gain>8dB;VSWR<2;K>1
选择工作点（Vce=2.7V，Ic=5mA）
BJT Curve Tracer：能测量 BJT 的各种特性曲线，如输入特性曲线（基极电流\(I_B\)与基极 - 发射极电压\(V_{BE}\)的关系）和输出特性曲线（集电极电流\(I_C\)与集电极 - 发射极电压\(V_{CE}\)的关系）。通过这些曲线，可以直观地了解 BJT 在不同工作条件下的电气性能。
S参数分析：
增益=4.97<8，用微带线进行阻抗匹配：
微带线：宽度决定特性阻抗、长度决定电容电感特性。
基于实际晶体管模型的LNA设计
控件：直流伏安特扫描控件、偏置电路扫描控件、
- 通过S参数分析晶体管绝对稳定特性和最大转移增益是否满足要求
- 根据数据手册选取静态直流工作点（根据噪声系数、增益等要求）
- 晶体管库文件安装
- 添加DC_BJT或DC_FET控件进行晶体管直流特性分析
- 在TransistorBias面板选择偏置电路控件完成偏置电路设计
- 利用stabfact和Maxgain控件求解偏置电路下的稳定因子K曲线和最大增益曲线
- 若K或Gain不满足要求，修改电路或更换晶体管
- 如果电路中电感为非标准值，则需要将电感值转换为微带线
（经验公式）
- 仿真已选偏置电路下的噪声系数，通过开启S参数仿真控件“Calculate noise”
- 输入阻抗求解
- 输入阻抗匹配
- 输出阻抗求解
- 输出阻抗匹配
本质就是一个真实的、接近事实应用环境的晶体管模型，可以直接应用于实际电路设计，其封装的内部电路结构与实际完全一致。
设计指标：NF<0.6dB;Gain>15dB;K>1
由图1、3可知：当vds(vce)=3V、Ids(Ic)在10mA~60mA时满足NF<0.5,且Ids>10mA时，Gain>15dB.
因此可以在Vds=3V，Ids在10mA~60mA时任选一点作为静态工作点满足设计指标。
比如我们选择Vds=3V，Ids=20mA，选好静态工作点后就可以设计偏置电路（ADS自动设计）
导入库
静态工作点选择（分析福安特性曲线）：
栅极连接Gate，漏极连接Drain，源极接地
VGS_start:栅极起始电压；VGS_stop:栅极终止电压；VGS_point:栅极电压采样点
结果（m1：3V，60mA）
偏置电路设计
自动设计好的偏置电路：
查看结果并调整
Vds不足60mA，调整偏置电路
新建原理图改成实际电路
求解最大资用增益和K
是否满足Gain>15dB、K>1
隔交流电感：避免交流信号影响直流偏置
隔直流电容：避免交流信号影响直流信号
K不满足，要么修改电路增加负反馈，要么修改晶体管
在源极串联电感（微带线电感）改善K值
求解噪声系数（理想噪声）
通过做匹配使实际噪声无限靠近理想噪声
绘制等增益圆和等噪声系数圆
选择M2作为匹配点
需要把 24.187-j6.335匹配到50Ω（直接用smith工具匹配）
输出端也要匹配
结果：
