10 MHz至600 MHz寬帶反饋放大器的設(shè)計案例

本應(yīng)用筆記介紹了ISL73096RH / ISL73127RH / ISL73128RH晶體管陣列，并著重于設(shè)計采用這些特色晶體管陣列的RF放大器。本說明提供了匹配的（800 MHz至2500 MHz）高增益低噪聲放大器和10 MHz至600 MHz寬帶反饋放大器的完整設(shè)計過程。
ISL73096RH，ISL73127RH和ISL73128RH晶體管陣列采用互補(bǔ)雙極鍵合晶圓絕緣體上硅（SOI）技術(shù)制造，稱為UHF-1。這三種產(chǎn)品都使用相同的管芯，管芯上同時具有NPN和PNP晶體管。圖1顯示了三種不同產(chǎn)品的引腳排列。

圖1 ISL73096RH，ISL73127RH，ISL73128RH的引腳排列
與結(jié)隔離相反，SOI工藝具有較低的DC和AC寄生泄漏電流的優(yōu)勢，這導(dǎo)致了晶體管之間的良好隔離。此外，SOI工藝可顯著降低集電極對基板的電容，不受器件之間任何可能的閂鎖影響，并具有出色的輻射硬度。
ISL73127RH用于兩級匹配（800 MHz至2500 MHz）高增益放大器設(shè)計，而ISL73096RH用于10 MHz至600 MHz寬帶反饋放大器。
高增益低噪聲放大器
射頻放大器的一項重要設(shè)計要求是對輸入和輸出阻抗電平的精確控制。如果放大器要與匹配的源阻抗和負(fù)載阻抗對接，這一點(diǎn)尤其重要。

圖2用ISL73127RH實(shí)現(xiàn)的高增益低噪聲放大器
根據(jù)S參數(shù)的測量，對于共發(fā)射極配置，ISL73127RH的晶體管在很寬的頻率范圍內(nèi)在輸入側(cè)表現(xiàn)出預(yù)匹配的條件。這些晶體管的封裝引線和鍵合線電感使輸入阻抗接近50Ω。對于IC = 5 mA – 10 mA，VCE = 2 V – 5 V，對于800 MHz至3000 MHz的頻率，Q2和Q5的輸入VSWR小于-10 dB。此外，對于這些晶體管，可以通過使用100電阻旁路集電極來實(shí)現(xiàn)良好的輸出匹配，對于300 MHz至3000 MHz的頻率，輸出VSWR <-10 dB。由于Q2和Q5內(nèi)置的單級放大器都顯示出良好的輸入和輸出匹配，因此它們可以級聯(lián)以獲得更高的增益，而無需阻抗轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。圖2顯示了最后的兩級放大器。該電路的優(yōu)點(diǎn)是簡單。該設(shè)計不使用任何會增加電路成本的調(diào)諧電感器或電容器。此外，該電路通過級聯(lián)兩個內(nèi)置晶體管的放大器級來實(shí)現(xiàn)更高的增益。