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低噪放的发展历史及研究现状

时间:2019-10-06 14:38来源:毕业论文
一直以来,低噪声放大器的研究都是通信领域科研工作者的重要关注对象,近年来更是得到了很快的发展,相关的成果也非常多。早年的低噪放主要依靠的是参量放大管,受激辐射晶体

一直以来,低噪声放大器的研究都是通信领域科研工作者的重要关注对象,近年来更是得到了很快的发展,相关的成果也非常多。早年的低噪放主要依靠的是参量放大管,受激辐射晶体管还有双极性晶体管,这些晶体管都是二端口器件,后来,随着效应管,高频电子迁移晶体管等一系列三段元件的出现,使得低噪放的性能也变的越来越好[2]。18988
在20世纪60年代,当时雪崩二极管是微波领域应用比较广泛的器件,雪崩二极管放大器逐渐推广开来。除了雪崩二极管,转移电子器件耿氏二极管也收到了人们的关注。与雪崩二极管相比,耿氏二极管具有比较小的噪声系数,瞬时带宽比较大,因此在低噪放中应用较广。60年代中期,微波双极性晶体管(BJT管)和微波场效应晶体管(FET管)逐渐走入人们的视线。BJT管利用的是少数载流子工作,由于少数载流子的各种因素(包括载流子浓度,载流子的扩散速度以及迁移率等)对于受环境的影响非常大,所以它的噪声性能不可能做到很好。与BJT管不同,FET管采用的是多数载流子工作,载流子的飘移速度快,因而受环境影响比较小,噪声性能与BJT相比要好[3]。论文网
在70年代,出现了GaAs晶体管,此后低噪声放大器的制作一直使用的是GaAs管。到了80年代早期,低噪声放大器在噪声系数方面取得了很大的进展,但是在小型化方面还没有取得突破,大部分低噪放占用空间大,这很难满足卫星通信当中对于LNA的低噪声,小型化,重量轻的全面要求。此后科研工作者研制了许多新的半导体材料。其中比较著名的有砷化镓场效应晶体管(GaAsFET),高电子迁移率晶体管(HEMT)。尤其是HEMT,在它问世以后,一直被认为是最适合微波电路的低噪声放大器件之一。它制作的低噪放噪声系数能达到1.7dB,增益7.7dB。HEMT作为当下最好的低噪放器件,它被广泛的应用于雷达通信,卫星接收机,现代通信系统当中。此后微波混合集成电路MIC的出现使得低噪声放大器的噪声系数可以达到1.6dB,增益达到16dB之多。
源`自<六:维;论-文>网/www.lwfree.cn

90年代由于晶体管技术取得了巨大的进展,微波领域的单片混合集成微波电路MMIC逐渐进军科技界,单片集成微波低噪放也迅速得到了发展,它采用MMIC技术,将晶体管的匹配电路和偏置电路加以封装,具有很高的集成度,在设计时只用加入简单的外围电路,MMIC LNA兼具了小型化和高性能的特征[4]。
目前,国内外公司提供了各式各样的LNA产品,与国外相比,国内产品性能仍有待提高,表1-1和表1-2给出了国外和国内典型的低噪放产品。
表1-1 国外低噪放实例
型号    带宽(GHz)    噪声系数(dB)    增益(dB)    驻波比    工作电流(mA)
HMC-C405    1.8-4.2    0.7    26    2:1    112@8V
AMF-3F-0100040    1-4    0.8    35    2;1    150@15V
AN12201N    1.2-1.8    1.7    31    2:1    180@12v
DB1-0102N305    0.5-2.0    1.0    28    2:1.8    125@12V
WEA105    1-2    1.0    33    1.4:1    40@5V
表1-2 国内低噪放实例
型号    带宽
(GHz)    噪声系数
(dB)    增益
(dB)    驻波比
(dB)    工作电流
(mA)
LNA1114L30    1.1-1.4    0.9    30    2.0:1.8    120@5V 低噪放的发展历史及研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20191006/40320.html
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