从以上的分析我们可以看到,低噪声放大器在整个射频接收系统中占有重要的地 位,其指标参数关系到整个系统的性能的好坏。可以说,低噪声放大器的发展推动着 整个微波电子线路的发展,因此了解其发展历史,分析其研究现状,预测其未来趋势 对指导本次低噪声放大器的设计有相当的参考价值。68442

低噪声放大器的设计主要围绕着可用于信号放大的元器件展开,因此器件类型及 制作工艺的发展都制约着低噪声放大器的发展。早期的电子器件的性能有限,射频低 噪放的发展相对缓慢,如根据二极管雪崩效应设计的雪崩管放大器,由于噪 声较大, 难以用于射频小信号的放大;上世纪 50 年代末发展起来的参量放大器,特别是低温 条件下工作的制冷参量放大器,尽管在噪声方面表现出色,但因其带宽较窄、匹配电 路复杂、工作条件苛刻、成本高等原因,未能取得较好的应用。

直到上世纪四十年代,具有体积小、重量轻、稳定性好、功耗较低等诸多优点的 微波晶体管问世,使得射频低噪声放大器的设计成为研究热点。其后的二十年间,伴 随着双极晶体管的工作频率范围延伸到微波频段,低噪声放大器的研究取得了长足的 发展。随着半导体材料和制作工艺的发展,许多新型的半导体器件被开发出来,其中 主要有砷化钾场效应晶体管(GaAs FET),高电子迁移率晶体管(HEMT)和异质结双极晶 体管(HBT)。与此同时,低噪声放大器的各项参数指标不断向上延展,其中工作频率由 1GHz 逐渐扩展到 10GHz,甚至更高,且关键指标噪声系数也不断减小到 1dB 以下,甚至更低。论文网

高电子迁移率晶体管和异质结双极晶体管的开发使得微波混合集成电路(MIC)的 出现成为可能。上世纪八十年代,使用混合微波集成电路技术生成的工作频段 60- 65GHz 的三阶 InP 基放大器,开始具有 22dB 增益和 3.0dB 噪声系数的优秀性能。

随着微波混合集成电路从军用到商用的过渡,低噪声放大器被广泛使用,其设计 也趋于规范化,越来越多性能优越的低噪声放大器被设计出来。未来的研究热点主要 集中在对设计要求更高的宽带低噪声放大器上,它要求实现更宽频带范围内的输入阻 抗匹配和平坦增益,同时要求低的噪声系数和更好的稳定性,本文不再展开叙述。

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