探讨集成LNA在基站设计中的重要性

除了这些设备级技术，还有降低噪声的电路级技术。如在放大器的设计中，往往需要阻抗匹配。但是用于确保最大源信号传入放大器的输入共轭匹配 (ΓS) 和用于确保噪声系数最小的最佳噪声匹配 (Γopt) 之间存在显著差异。在匹配过程中，这种差异通常要求牺牲放大器的噪声性能，以避免回波损耗 (IRL) 随着发电机-输入阻抗转化率增加。通过洞孔或镀银谐振器增加放大器的无载 Q 值可以最大程度地降低 IRL 值，但这些复杂的器件不是太过笨重就是成本太高，无法用于大批量生产的商用产品中。

但事实表明，在源和接地路径中增加一个小的电感器(LS) 可以降低 ΓS - Γopt 分散，从而减少因输入共轭匹配而引起的噪声性能降低。据研究人员报道，使用该技术可以在 1.95GHz 时降低 0.15dB 的噪声。然而，事实是，在频率响应中开始形成远远高于设计通带的不良峰值之前，只能增加少量的或低于期望值的 LS。

另一个降低噪声的电路技术则利用平行连接来应对由于匹配造成的噪声性能降低。FET-型设备具有很高的最佳噪声阻抗 (Zopt)，因此并联两个或多个类似晶体管可以通过减少 Zopt 和发电机阻抗 (Zs) 之间的错误匹配来降低噪声。使用此方法的设备包括在 76 到 109MHzVHF FM 范围广播的 3 x FET 和 1.4GHz 的 2 x HEMT。

Avago MGA-63x 设备特性

在创建单片微波集成电路 (MMIC) LNA 设备的 MGA-63x线时，Avago 使用了其中最实用的设备和其它降低噪声的技术。例如，设备封装采用紧凑（2 x 2 x 0.75 毫米）的 8 引脚扁平无引线 (QFN) 结构，这种结构可以消除线焊引线框架封装中许多因反射而引起的固有间断。该系列设备的每个组件都使用相同封装尺寸和引脚，使开发者可以进行单面电路板设计，这种电路板可以通过简单的零件更换处理在 400MHz 到 4GHz 之间的多个频带。

MGA-63x 系列的加工技术是具有专利权的 0.25μm 特殊规格 GaAs 增强型伪形态高电子迁移率晶体管 (ePHEMT)工艺，具有高增益带宽 (fT > 30GHz)。该性能实现了在单级感应器中达到 LNA 的目标增益（在 0.9GHz 时> 7dB）。该工艺通过使金属板的厚度成为预处理中厚度的两倍，将互连过程中产生的噪声降至最低。此外，使用高导电性金属喷镀还能让封装设备的噪声系数与陶瓷设备相同。

该工艺有助于 MGA-63x 系列抵抗阻隔，通过降低增益和在信号强的情况下提高 F 值来减弱接收器的敏感性。异步干扰（例如使用同一个发射塔的大功率发射器）或同步来源（例如同时具有发射和接收能力的无线电收发器，在通过循环器或双工器时会发生传输泄露）能引起阻隔。高增益压缩阀值组件用于抵抗阻隔。增益压缩主要是由放大器中的超过线性区域的非线性传输特性所造成的，且散热增加是其主要原因。该工艺的膝点低电压 (0.3V) 允许电压切断前的大幅电压摆动，从而为设备提供高增益压缩阀值。另外，GaAs基底上相对较低的体积电导率有助于使热损耗降到最低。

MMIC 本身由一个单 FET 共源放大器和一个有源偏置调节器所组成（图 1）。有源偏置有助于改进 LNA 运行中的线性。少源电感 (LS) 可实现在同一个 ΓS 值上同时良好的 IRL 和低 F 值。（欲了解详细规格，请参考数据表。）

图 1. MGA-63 系列与高增益晶体管和有源偏置编码器结合在一起形成了集成 LNA 模块，具有出色的线性和低噪声系数。

由于调节器和 LNA 晶体管都是集成的，所以它们具有相似加工过程，这使得 Vbias和 VGS 能够互相"监督"。这样可以通过校正任何热量转移，来确保 Ids 的温度稳定性。它还有利于补偿晶片运行时跨导的变化。其结果是 MGA-63X 系列在室外运行的高度一致。

通过施加外部电压，Vbias，或在 Vdd 和偏压输入电路之间连接电阻器，偏置调节器可以调节 LNA 的静态电流(lds)。调节器的低电流启动要求（Ibias ≤ 1mA）与大多数 CMOS 系列兼容，使微控制器能够在时域多路复用(TDM) 应用中直接开关 LNA。

可调节偏压特性为平衡功率消耗的线性提供了一个便捷的方法。在不需要最高线性的应用情况中，设计者可以选择使用大于额定值 (6.8kΩ) 的 R偏置电流值来保持功率。或者可以通过在 25 到 75mA 范围内改变 IDD 使LNA 的 OIP3 值的变化达到 10dB，但对增益和输出功率匹配（ ΔG 和 ΔP1dB  ≤ 0.5dB）的影响应最小。这样可以设计出一种通过 Vbias 微控制器调节对频谱拥挤程度作出自适应响应的 LNA。

晶体管的设计和偏置电流调节器的运行都避免使用外部匹配网络，外部匹配网络会增加插入损耗并因此降低 LNA 的 F 值。晶体管设计尺寸适中