论文部分内容阅读
随着现代电子科技的迅猛发展,各种微电子和电路系统逐渐向高度集成化、微型化、低功耗方向发展.这在电路系统功能增强的同时,对电路和电子器件的电磁兼容(EMC)性也提出了越来越高的要求。而静电放电(ESD)是一种常见的电磁危害源。无线通信系统中,到达接收机的射频信号电平多为微伏数量级。因此,需要将微弱的信号进行放大。LNA低噪声放大器一般作为射频系统的第一级,极易受到来自外部的ESD冲击而损坏。瞬时浪涌电压抑制管(TVS)是有效的ESD电流抑制器件,在ESD电路的设计中和产品ESD问题的解决中扮演重要角色。TVS通常并在电路中泄放ESD电流以保护后面电路的正常工作。但在射频领域,TVS的寄生参数效应将大大增加,将影响LNA的输入阻抗,造成增益下降,无法正常工作。研究TVS对射频LNA匹配网络的影响具有较大的工程应用价值。针对上述问题,本文开展了“TVS引起的LNA阻抗网络失配的研究及应用”,包括以下四个部分：(1)对TVS,静电放电进行了简介。包括TVS特性,静电放电的电流特征,TVS在静电保护中的应用价值。(2)介绍了分析LNA阻抗网络的方法,S参数和阻抗圆。推导引出了LNA达到最大增益时的匹配条件,并对TVS引起的LNA阻抗失配进行了分析。(3)通过典型的LNA阻抗网络的设计,仿真,与实验,验证了TVS对LNA阻抗网络造成的额外负载效应。本文借助ADS (Advanced Design System)仿真软件,设计了一种典型的LNA晶体管电路,并以此为实验对象。本文拟通过对所需阻抗网络的计算分析,评估TVS对阻抗网络的负载作用,将仿真结果与实验结果进行对比。(4)设计两种工程应用方案,针对TVS引入的寄生参数进行抑制,使LNA能够有效地规避TVS的负面影响及ESD电流的冲击。理论分析与实验结果表明,TVS引入的负载与LNA阻抗网络处于同一数量级,会对LNA的正常工作造成不稳定的影响。在射频电路ESD问题的设计和解决中,使用TVS需要考虑TVS本身的寄生参数。本文给出的改善措施,虽然不能完全的恢复LNA的增益水平,但也能工程师在ESD保护电路设计时提供思路。研究TVS对射频匹配网络的影响具有较大的工程应用价值。