Los amplificadores de baja altura (LNA) son componentes esenciales en los sistemas de comunicación, donde amplifican señales débiles sin aumentar significativamente el ruido. Los transistores se utilizan comúnmente en LNAs debido a su alta ganancia y respuesta de frecuencia. El diseño adecuado implica entender las características transistor y aplicar cálculos específicos para optimizar el rendimiento.

Principios de diseño amplificador de bajo nivel

El objetivo principal en el diseño de un LNA es minimizar la cifra de ruido manteniendo una ganancia adecuada. La selección de transistor es crítica; se prefieren dispositivos con parámetros de ruido bajos. La red de impedancia de entrada está diseñada para que coincida con la impedancia de origen con la impedancia de ruido óptima del transistor, reduciendo la contribución al ruido.

Cálculos clave para los LNAs Transistor-Based

El diseño de un LNA implica varios cálculos, incluyendo la determinación del punto de sesgo, impedancia de entrada y cifra de ruido. Los parámetros de ruido del transistor, como la cifra mínima de ruido (Fmin), resistencia equivalente al ruido (Rn), y la impedancia de fuente óptima (Rs), guía estos cálculos.

Cálculo de ejemplo de la figura de ruido

Supongamos que un transistor tiene una cifra mínima de ruido (Fmin) de 0,5 dB, una resistencia equivalente al ruido (Rn) de 2 ohmios, y la impedancia de origen (Rs) es de 50 ohmios. La cifra de ruido real (F) se puede estimar utilizando:

F = Fmin + (4 * Rn / Rs)

Sustituyendo los valores:

F = 0.5 + (4 * 2 / 50) = 0.5 + 0.16 = 0.66 dB

Este cálculo ayuda a evaluar el rendimiento de ruido esperado del amplificador y guía el diseño de red que coincide.