- 基于JAZZ 0．35 μm BICMOS工艺的低噪声放大器设计

2．2．1 可变增益放大器的设计

可变增益放大器的电路如图2所示，模块VGLNA采用两级放大，整个电路的增益主要来自第一级由VQ1、VQ2组成的共基放大器，射频信号RFI1和 RFI2分别由VQ1和VQ2的射极输入。第二级为射随放大器电路，具有高输入电阻、低输出电阻和近似为单位1的电压增益，对总体增益基本没有贡献。

设连接VQ1、VQ2集电极的串联电阻为RC，连接VQ1、VQ2发射极的串联电阻为RE。RE用来设置合适的工作点，而RC则是把输出电流转换为电压。室温下，VQ1、VQ2的单管增益为：

输入管VQ1、VQ3的基极电压与集电极电流的关系如图3所示，可以看出基极电压与电流的关系。假设VQ3、VQ4不工作，即VIN2的电压值小于0．9 V。若流过VQ1的电流Ic为340 μA，Rc为2 kΩ。则Av=24，即VQ1，VQ2的单管增益为27 dB。

RFI1、RFI2输入信号的工作点电压为：

VQ3、VQ4管的作用是通过分流减小VQ1、VQ2管的增益。升高IN2点的电压可使VQ3、VQ4管导通。改变VIN1，VIN2的电压值，使流过 VQ1的电流减小，流过VQ3的电流增大，VQ1管增益减小。为满足增益变化，且输出不大于100 mV的限制，要求控制电压VIN1的变化范围为1．7l～1．69 V，VIN2的范围为0．9～1．71 V。

2．2．2 增益控制级的设计

模块CON2是一个比较器电路，通过改变输入VAGC_N和VAGC_P的电压值，对VIN1和VIN2进行控制。根据VGLNA的目标要求，VIN1的 变化范围为1．7l～1．69 V，VIN2的范围为0．9～1．71 V，模块CON2的输出要达到这个要求。

2．2．3 增益控制级CON1的设计

模块CON1的作用是对VIN1和VIN2的值进行反馈控制。CON1的电路如图4所示，IN1，IN2作为模块CON1比较器的一个输入电压VN，与另 一端的基准电压VR进行比较。假设VIN2=0．9 V，即VQ2管不工作，同时模块CON2的VQ12管也不工作。由于节点IN1的电平VIN1较低，导致VN》V R，I1I3，要从CON2的比较器的节点OUT中抽取一部分电流Io，等效于CON2的比较器多了一个电流 源。这样流过VQ11一路的电流增大，VIN1也增大。VIN1反馈到CON1的VQ1管，使VN逐渐接近基准电压VR。当VN=VR时，I1=I2，则 I3=0，这时CON1对CON2没有控制作用，流过VQ1、VQ2的总电流达到了一个恒定的值。

3 电路仿真结果与分析

根据前文分析，这里只考虑热噪声。VGLNA的小信号模型如图5所示。

LNA包括两级放大器，第2级的射随放大器输出电阻Ro为

将式（9）、（10）和（11）带入式（12），可得到输出热噪声谱密度为：

则总输出电压噪声的均方根值约为。以上的结论都是在假设噪声是不相关的条件下得出的。噪声波形曲线如图6所示，实际仿真结果与计算所得的结果相符。