除了這些設(shè)備級(jí)技術(shù)，還有降低噪聲的電路級(jí)技術(shù)。如在放大器的設(shè)計(jì)中，往往需要阻抗匹配。但是用于確保最大源信號(hào)傳入放大器的輸入共軛匹配 (ΓS) 和用于確保噪聲系數(shù)最小的最佳噪聲匹配 (Γopt) 之間存在顯著差異。在匹配過(guò)程中，這種差異通常要求犧牲放大器的噪聲性能，以避免回波損耗 (IRL) 隨著發(fā)電機(jī)-輸入阻抗轉(zhuǎn)化率增加。通過(guò)洞孔或鍍銀諧振器增加放大器的無(wú)載 Q 值可以最大程度地降低 IRL 值，但這些復(fù)雜的器件不是太過(guò)笨重就是成本太高，無(wú)法用于大批量生產(chǎn)的商用產(chǎn)品中。

但事實(shí)表明，在源和接地路徑中增加一個(gè)小的電感器(LS) 可以降低 ΓS - Γopt 分散，從而減少因輸入共軛匹配而引起的噪聲性能降低。據(jù)研究人員報(bào)道，使用該技術(shù)可以在 1.95GHz 時(shí)降低 0.15dB 的噪聲。然而，事實(shí)是，在頻率響應(yīng)中開始形成遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)通帶的不良峰值之前，只能增加少量的或低于期望值的 LS。

另一個(gè)降低噪聲的電路技術(shù)則利用平行連接來(lái)應(yīng)對(duì)由于匹配造成的噪聲性能降低。FET-型設(shè)備具有很高的最佳噪聲阻抗 (Zopt)，因此并聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)類似晶體管可以通過(guò)減少 Zopt 和發(fā)電機(jī)阻抗 (Zs) 之間的錯(cuò)誤匹配來(lái)降低噪聲。使用此方法的設(shè)備包括在 76 到 109MHzVHF FM 范圍廣播的 3 x FET 和 1.4GHz 的 2 x HEMT。

Avago MGA-63x 設(shè)備特性

在創(chuàng)建單片微波集成電路 (MMIC) LNA 設(shè)備的 MGA-63x線時(shí)，Avago 使用了其中最實(shí)用的設(shè)備和其它降低噪聲的技術(shù)。例如，設(shè)備封裝采用緊湊（2 x 2 x 0.75 毫米）的 8 引腳扁平無(wú)引線 (QFN) 結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以消除線焊引線框架封裝中許多因反射而引起的固有間斷。該系列設(shè)備的每個(gè)組件都使用相同封裝尺寸和引腳，使開發(fā)者可以進(jìn)行單面電路板設(shè)計(jì)，這種電路板可以通過(guò)簡(jiǎn)單的零件更換處理在 400MHz 到 4GHz 之間的多個(gè)頻帶。

MGA-63x 系列的加工技術(shù)是具有專利權(quán)的 0.25μm 特殊規(guī)格 GaAs 增強(qiáng)型偽形態(tài)高電子遷移率晶體管 (ePHEMT)工藝，具有高增益帶寬 (fT > 30GHz)。該性能實(shí)現(xiàn)了在單級(jí)感應(yīng)器中達(dá)到 LNA 的目標(biāo)增益（在 0.9GHz 時(shí)> 7dB）。該工藝通過(guò)使金屬板的厚度成為預(yù)處理中厚度的兩倍，將互連過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲降至最低。此外，使用高導(dǎo)電性金屬噴鍍還能讓封裝設(shè)備的噪聲系數(shù)與陶瓷設(shè)備相同。

該工藝有助于 MGA-63x 系列抵抗阻隔，通過(guò)降低增益和在信號(hào)強(qiáng)的情況下提高 F 值來(lái)減弱接收器的敏感性。異步干擾（例如使用同一個(gè)發(fā)射塔的大功率發(fā)射器）或同步來(lái)源（例如同時(shí)具有發(fā)射和接收能力的無(wú)線電收發(fā)器，在通過(guò)循環(huán)器或雙工器時(shí)會(huì)發(fā)生傳輸泄露）能引起阻隔。高增益壓縮閥值組件用于抵抗阻隔。增益壓縮主要是由放大器中的超過(guò)線性區(qū)域的非線性傳輸特性所造成的，且散熱增加是其主要原因。該工藝的膝點(diǎn)低電壓 (0.3V) 允許電壓切斷前的大幅電壓擺動(dòng)，從而為設(shè)備提供高增益壓縮閥值。另外，GaAs基底上相對(duì)較低的體積電導(dǎo)率有助于使熱損耗降到最低。

MMIC 本身由一個(gè)單 FET 共源放大器和一個(gè)有源偏置調(diào)節(jié)器所組成（圖 1）。有源偏置有助于改進(jìn) LNA 運(yùn)行中的線性。少源電感 (LS) 可實(shí)現(xiàn)在同一個(gè) ΓS 值上同時(shí)良好的 IRL 和低 F 值。（欲了解詳細(xì)規(guī)格，請(qǐng)參考數(shù)據(jù)表。）

圖 1. MGA-63 系列與高增益晶體管和有源偏置編碼器結(jié)合在一起形成了集成 LNA 模塊，具有出色的線性和低噪聲系數(shù)。

由于調(diào)節(jié)器和 LNA 晶體管都是集成的，所以它們具有相似加工過(guò)程，這使得 Vbias和 VGS 能夠互相“監(jiān)督”。這樣可以通過(guò)校正任何熱量轉(zhuǎn)移，來(lái)確保 Ids 的溫度穩(wěn)定性。它還有利于補(bǔ)償晶片運(yùn)行時(shí)跨導(dǎo)的變化。其結(jié)果是 MGA-63X 系列在室外運(yùn)行的高度一致。

通過(guò)施加外部電壓，Vbias，或在 Vdd 和偏壓輸入電路之間連接電阻器，偏置調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié) LNA 的靜態(tài)電流(lds)。調(diào)節(jié)器的低電流啟動(dòng)要求（Ibias ≤ 1mA）與大多數(shù) CMOS 系列兼容，使微控制器能夠在時(shí)域多路復(fù)用(TDM) 應(yīng)用中直接開關(guān) LNA。

可調(diào)節(jié)偏壓特性為平衡功率消耗的線性提供了一個(gè)便捷的方法。在不需要最高線性的應(yīng)用情況中，設(shè)計(jì)者可以選擇使用大于額定值 (6.8kΩ) 的 R偏置電流值來(lái)保持功率?；蛘呖梢酝ㄟ^(guò)在 25 到 75mA 范圍內(nèi)改變 IDD 使LNA 的 OIP3 值的變化達(dá)到 10dB，但對(duì)增益和輸出功率匹配（ ΔG 和 ΔP1dB  ≤ 0.5dB）的影響應(yīng)最小。這樣可以設(shè)計(jì)出一種通過(guò) Vbias 微控制器調(diào)節(jié)對(duì)頻譜擁擠程度作出自適應(yīng)響應(yīng)的 LNA。