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1、学号：200607168 0衣呀YANGTZE UNIVERSITY毕业论文（设计）题目名称：低噪声前置放大器的设计题目类型：毕业设计学生姓名：徐 伟院（系）：物理科学与技术学院专业班级：应用物理学10602班指导教师：李林辅导教师：李林时 间：2010年1月 至 2010年6月毕业设计（论文）任务书I毕业设计（论文）开题报告III毕业论文（设计）指导教师评审意见W毕业论文（设计）评阅教师评语IX毕业论文（设计）答辩记录及成绩评定X中文摘要XI英文摘要xni前言il.i课题意义i1.2低噪声前置放大器的发展现状及趋势22低噪声前置放大器的设计32.1差分电路，场效应管和三极管简介62.2第一级
2、放大电路的设计72.3第二级放大电路设计103仿真结果及分析153.1第一级放大电路仿真结果及分析153.2第二级放大电路仿真结果及分析164结束语16参考文献17致谢19长江大学毕业论文（设计）任务书学院（系）物理学院专业 应用物理学 班级10602学生姓名徐伟指导教师/职称李林/副教授1. 毕业论文（设计）题目：低噪声前置放大器的设计2. 毕业论文（设计）起止时间：2010年1月5日2010年6月15日3. 毕业论文（设计）所需资料及原始数据（指导教师选定部分）1 Henry W.Ott著电子系统中噪声的抑制与衰减技术M.第2版王培清，李迪译北京:电子工业 出版社.2 张达增益从1到100
3、0倍可变的高精度低噪声放大器J电子报,2004-06 （A08）.3 郭玉,鲁永康，陈波分立元件设计的低噪声前置放大器实用电路J.电子器件,2005-12,28（4）.4 樊锡德具有强抗干扰和低噪声的前置放大器J.仪器仪表.1997, （5）:8-10.5 江月松.光电技术与实验M.北京:北京理工大学出版社,2000:289-290.Robert F.Pierret半导体器件基础M.北京:电子工业出版社,2004,第一版.7 W.O.Henr y电子系统噪声抑制技术M.北京:人民铁道出版社,1997.8 李永平，董欣主编，蒋宏宇编著.PSpice电路设计实用教程M.北京:国防工业出版社,200
4、4，第一 版:3-5.9 康光华电子技术基础模拟部分M.北京:高等教育出版社,2006,第五版.10 Behzad Razavi.模拟CMOS集成电路设计M.西安:西安交通大学出版社,2003.11 A.D.埃文斯场效应晶体管电路设计M.北京:人民邮电出版社,1988,第一版.12 汪建民.PSpice电路设计与应用M.北京:国防工业出版社,2007,第一版.4. 毕业论文（设计）应完成的主要内容查阅文献15篇以上，了解低噪声放大电路的发展动态。完成开题报告和外文资料翻译。掌握电路中各种噪声产生的机理，噪声的计算方法。掌握低噪声前置放大器的设计方法。设计完整放大电路，并给出仿真结果。5. 毕业
5、论文（设计）的目标及具体要求完成电路的完整设计，理论计算及仿真。包括元器件的选择、器件参数的计算、 电路的供电电源的设计。在完整电路的基础上对设计电路进行仿真，要求在1MHZ带 宽的基础上完成1000倍的信号放大，输入噪声在纳伏量级。6. 完成毕业论文（设计）所需的条件及上机时数要求上机80小时任务书批准日期年月日教研室（系）主任（签字）任务书下达日期年月日指导教师（签字）完成任务日期年月日学生（签名）长江大学毕业设计开题扌艮告题目名称低噪声前置放大器的设计院（系）物理科学与技术学院专业班级应用物理10602班学生姓名徐 伟指导教师李林辅导教师李林开题扌艮告日期:2010年4月22日低噪声前置
6、放大器的设计学 生：徐伟物理科学与技术学院指导老师：李林物理科学与技术学院、题目来源生产实际二、研究的目的和意义前置放大器一般处于接收机的前端，主要用于对微弱信号的放大，如雷达天线从 空中接受的微弱电磁信号，传感器从生物组织上获取的微弱生物电信号，在放大信号 的同时抑制噪声的干扰，得到最大信噪比的放大信号。如果在接受系统的前端连接高 性能的低噪声放大器，在低噪声放大器的增益满足要求的情况下，就能够抑制后级电 路的噪声，则整个系统的噪声取决于放大器的噪声。所以前置放大器的设计对接收机 是至关重要的，它的好坏将直接影响接收机的灵敏度。在实际应用中，特别是在工业 测量领域。由于经常工作于比较恶劣的电
7、磁干扰环境中。因此要求放大器必须具有噪 声小，信噪比高的特点。本文通过设计的不同的低噪声前置放大器进行对比，分析， 总结。旨在设计一款和合理的前置放大器并且为放大器的设计提供基本的思路。本课 题对低噪声前置放大器进行了研究，为电路的设计提供案例和方法，具有较高的理论 和实际意义。三、阅读的主要参考文献及资料名称1 康华光电子技术基础模拟部分M.北京:高等教育出版社,2006,第五版.2 李永平，董欣主编，蒋宏宇编著.Pspice电路设计实用教程M.北京:国防工业出版社,2004,第 一版:385 3983 郭玉,鲁永康，陈波分立元件设计的低噪声前置放大器实用电路J.电子器件,2005-12,2
8、8(4).4 千奕，苏弘，李小刚，李勇，董成富，彭宇，李素琴,马晓莉一种快前置放大电路的设计J.核电子 学与探测技术,2006,20 (26) :842844王海洋,张重继低频低噪声高增益放大器的设计与研究J.白城师范学院学,2005,19(3) :1 36李洹几种低噪声前置放大电路及应用J 电路与系,1993,1:1921.江月松.光电技术与实验M.北京:北京理工大学出版社,2000:289-290.8 张永军超低噪声前置放大器设计中的几个问题J 石油仪器,1997,11 (3):21229 HenryW.0tt著电子系统中噪声抑制与衰减技术J.第2版王培清，李迪，译北京:电子工业出 版社,
9、2003:183184.10 席德勋现代电子技术M.北京:高等教育出版社,1999,第一版:2829.11 张义芳,冯健华高频电子线路M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002，第二版:2324 7579.12 王为东，傅佑麟高频电子线路M.北京:电子工业出版社,2004，第一版:78,2131.13 A.D.埃文斯场效应晶体管M.北京:人民邮电出版社,1988,第一版.14 郑宏军，黎昕，杨少卿,王立军.几种典型运算放大放大器的应用技术M电子技术应用， 1999(8):565815 蔡锦福运算放大器原理与运用M.北京:科学出版社,2005,第一版:2270.16 郭培源，付扬.光电检测技术与
10、应用M.北京:北京航空航天大学出版社,2005,第一版:94 106.17 汪建民.PSpice电路设计与应用M.北京:国防工业出版社,2007,第一版.18 Behzad Razavi.模拟CMOS集成电路设计M.西安:西安交通大学出版社,2003.19 尹辉基于场效应管的低噪声前置放大器的研究和设计J.石油仪器,2009.四、国内外研究现状和发展趋势低噪声宽频带噪声放大器随着现在通讯频带总体上移，射频放大器将会是模拟的 主流。由系统天线馈入的无线信号，在处理之前必须进行放大。低噪声放大器就是其 中非常重要的部件。随着光刻技术和器件工艺水平的不断提高，近十年来，硅工艺晶 体管的工作频率已经能
11、够达到数十GHz以上。另外，随着工艺水平的大幅提升，RF 低噪声放大器在采用双极晶体管制作的基础上，还衍生了一种新形式，即用MOSFET 制作低噪声放大器。以美国Sirenza微波器件公司的产品为例。其LNA产品包含10余个 产品系列，各个产品系列采用不同的半导体工艺制作(SiGe、InGaP、GaAs、pHEMT 等工艺)和不同的晶体管形式(BJT、HBT或FET),但产品水平大致相当。而SI公司日 前推出PA8800前置放大器采用LSI第二代硅错(Si-Ge)工艺制造成，不仅可提供3.3Gbps 的业界最高运行速度，而且其功耗比面向同一市场领域的前代产品降低了近30%。放 大器的噪声系数还
12、与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。在工作频率和信源内阻均 给定的情况下，噪声系数也和晶体管直流工作点有关。为了兼顾低噪声和高增益的要 求，常采用共发射极一共基极级联的低噪声放大电路。前置放大器作为接受设备中重要的一环正朝高速度，甚低噪声，高灵敏度，宽频 带方向发展。在比如东芝设计的一款低噪声放大器，采用共源一共栅结构。这种放大 器的品质因素是3xlO-25W/Hz，这比其他公司报道的放大器噪声差不多小了两个数量 级。美国宇航局的航天飞机上的通信接收机使用的是S波段低噪声放大器，它的噪声 系数低达2.4分贝(包括开关与双工)。还有很多很多这样的例子，这里就不再一一列举。 此外在低噪声前置放大器
13、设计过程中，选用低噪声的器件和芯片也成为一种趋势。随 着集成电路技术设计的完善和器件制作工艺的不断革新，将会有越来越多的性能优越 的前置放大器出现。五、主要研究内容、需重点研究的问题及解决思路本文以前置放大电路为核心内容，着重分析了差分放大电路的设计方法和改进方 案，给出了设计电路实例及仿真结果。完成电路的完整设计，理论计算及仿真。包括 元器件的选择、器件参数的计算、电路的供电电源的设计。在完整电路的基础上对设 计电路进行仿真，最终实现了在1MHZ带宽的基础上完成1000倍的信号放大，输入 噪声在纳伏量级。在整个课题中，理论设计和计算，仿真。我们通过反复修改设计的 电路和挑选理想的器件，最终达
14、到了目的。解决思路：(1) 建立第一级差分放大电路模型，第一级放大电路使用分立元件，通过软件仿真，得到第一级的放大倍数和对噪声的抑制程度，利用软件调整电路的元件参数， 同时合理选用低噪声器件，抑制噪声。(2) 建立第二级放大电路模型，其中第二级放大电路采用集成运放。(3) 对设计的电路图进行仿真和分析(4) 最后完成组合电路的设计。六、完成毕业论文(设计)所必须具备的工作条件及解 决方法1 需要一台计算机完成编辑工作2需要一台计算机及其安装相应的仿真软件进行模拟分析，上机时数约50学时3. 能够进入期刊数据库查阅相关文献七、工作的主要阶段、进度与时间安排1. 1月8日一2月28日完成英文翻译、论文写作提纲；2. 3月22日一4月15日 根据写作提纲查阅参考文献50篇左右并作好阅读笔 记，提出设计方案；3. 4月15日一4月20日 完成开题报告；4. 4月25日一5月20日 学习仿真软件，并且设计电路；55月21日一6月3日 修改根据指导老师意见，完成修改论文并定稿；6. 6月4日一6月10日 完成毕业论文，并且将PPT制作好八、指导教师审查意见指导教师：年 月 日学生姓名徐伟专业班级应物10602班毕业论文 （设计）题 目低噪声前置放大器的设计指导教师李林职称副教授评审日期评审参考内容：毕业论文（设计）的研究内容、研究方法及研究结果，难度
