Lavstøyforsterkere (LNA) er essensielle komponenter i kommunikasjonssystemer, der de forsterker svake signaler uten betydelig økende støy. Transistorer brukes vanligvis i LNA på grunn av deres høye gevinst og frekvensrespons. Korrekt design innebærer å forstå transistoregenskaper og påføre spesifikke beregninger for optimalisering av ytelse.

Prinsippene for lavstøyforsterkerdesign

Det primære målet med å designe en LNA er å minimere støyfiguren samtidig som den opprettholder tilstrekkelig gevinst. Transistor-utvalget er kritisk; enheter med lave støyparametre er foretrukket. Inngangsimpedans matchende nettverk er designet for å matche kilden impedans til transistorens optimale støyimpedans, redusere støybidrag.

Nøkkelberegninger for transistorbaserte LNA-er

Utforming av en LNA innebærer flere beregninger, inkludert bestemmelse av partisjonspunktet, inngangsimpedans og støytall. Transistorens støyparametre, som for eksempel minimal støyfigur (Fmin), tilsvarende støymotstand (Rn) og optimal kildeimpedans (Rs), veileder disse beregningene.

Eksempelberegning av støyfigur

Anta at en transistor har en minste støytall på 0,5 dB, en ekvivalent støymotstand på 2 ohm, og kildeimpedansen (Rs) er 50 ohm. Den faktiske støytall (F) kan estimeres ved hjelp av:

F = Fmin + (4 * Rn / Rs)]

Utskifting av verdiene:

]F = 0,5 + (4 * 2 / 50) = 0,5 + 0,16 = 0,66 dB

Denne beregningen hjelper til med å vurdere den forventede støyytelsen til forsterkeren og veileder den matchende nettverksdesignen.