本书为《东南大学教材》系列之一，专注于低噪声放大器电路的理论与实践教学。书中详细解析了低噪声放大器的设计原理、优化技术和应用实例，旨在帮助电子工程专业的学生及研究人员掌握相关知识和技能。
### 低噪声放大器(LNA)相关知识点
#### 一、低噪声放大器(LNA)的功能和指标
低噪声放大器（Low Noise Amplifier，简称LNA）是射频前端的关键组成部分之一，在无线通信系统中尤为重要。作为接收机的第一级放大器，LNA对整个系统的性能起着至关重要的作用。其主要功能包括降低信号中的噪声、提高增益，并实现良好的输入输出匹配。
##### 主要指标
1. **噪声系数**：衡量LNA性能的关键指标之一，定义为输入信噪比与输出信噪比之比。根据应用场景的不同，LNA的噪声系数可以从低于1dB到几个dB不等。
2. **增益**：较高的增益可以减少后级电路中的噪声影响，但也会增加非线性失真，从而可能降低信号质量。因此，在设计时需要权衡增益和非线性的关系。
3. **输入输出匹配**：良好的匹配确保了信号传输效率的最大化，并决定了射频滤波器的频率响应特性。
4. **线性度**：非线性失真会导致接收质量下降，例如通过互调干扰的方式引入额外噪声。
#### 二、双极型晶体管(BJT)的噪声模型
BJT在LNA应用中非常广泛，因此对其噪声特性的理解至关重要。其主要包含基极噪声电流、集电极噪声电流和发射极噪声电流等。简化后的模型通常将这些转化为输入端的等效电压和电流。
1. **完整的噪声模型**：包括基极电阻rb及其相关的噪声源。
2. **简化的模型与等效输入噪声源**：
- 输入噪声电流in由基极噪声电流iB和集电极噪声电流iC通过特定公式计算得出。
- 输入噪声电压vn则主要由基极噪声电压vrb和发射极贡献。
#### 三、BJT LNA的噪声系数计算
LNA的性能受信号源内阻RS、基极电阻rb、跨导gm以及β值等影响。其步骤如下：
1. **噪声系数公式**：考虑了信号源内阻的情况下，可以通过特定公式进行计算：
2. **简化方法**：忽略vn和in的相关性后，通过以下过程可得到噪声系数F。
#### 四、设计考量
在LNA的设计中除了技术指标外还需注意：
1. **电路布局**：合理的布局可以降低寄生效应，提升性能。
2. **电源管理**：工作电压和电流影响功耗水平，合理规划至关重要。
3. **稳定性分析**：确保不同条件下的稳定运行需进行适当设计。
4. **制造工艺选择**：不同的制造工艺直接影响LNA的设计。
5星
