關(guān)于低噪音性能的運(yùn)算放大器集合介紹

低噪聲放大器， 噪聲系數(shù)很低的放大器。一般用作各類無線電接收機(jī)的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設(shè)備的放大電路。在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴(yán)重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。噪聲系數(shù)很低的放大器。一般用作各類無線電接收機(jī)的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設(shè)備的放大電路。在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴(yán)重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。

由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用噪聲系數(shù)F來表示。理想放大器的噪聲系數(shù) F=1(0分貝)，其物理意義是輸入信噪比等于輸出信噪比?，F(xiàn)代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場效應(yīng)晶體管;微波低噪聲放大器則采用變?nèi)荻O管參量放大器，常溫 參放的噪聲 溫度Te可低于幾十度(絕對溫度)，致冷參量放大器可達(dá)20K以下，砷化鎵場效應(yīng)晶體管低噪聲微波放大器的應(yīng)用已日益廣泛，其噪聲系數(shù)可低于 2 分貝。放大器的噪聲系數(shù)還與晶體管的工作狀態(tài)以及信源內(nèi)阻有關(guān)。為了兼顧低噪聲和高增益的要求，常采用共發(fā)射極一共基極基聯(lián)的低噪聲放大電路。

TI公司推出的高速運(yùn)算放大器系列OPA84x，具有寬帶寬低失真和低噪音的性能，能驅(qū)動12位到16位ADC和DAC，也可用作通用運(yùn)算放大器，用在線路驅(qū)動器，寬帶積分器，有源濾波器和低噪音接收器。

OPA842的一增益帶寬是穩(wěn)定的，它采用有兩級增益放大級的電壓反饋結(jié)構(gòu)，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)能達(dá)到所期望的低噪音失真，如在5MHz為-93dBc。G=1的帶寬為400MHz，增益帶寬乘積為200MHz，轉(zhuǎn)換速率為400V/us，輸入噪音為2.6nV/rtHz，12位的設(shè)定時(shí)間(到0.01%)為22ns，開環(huán)增益為110dB，輸出電流達(dá)100mA。

OPA843有更寬的增益帶寬，兩級增益可得到在所期望的動態(tài)范圍內(nèi)的中等增益。輸入噪音低又補(bǔ)足了這種動態(tài)范圍，它的DC精度比所有以前的高速放大器都有提高。OPA843的輸入噪音為2.0nV/rtHz，G=5的帶寬為260MHz，800MHz增益帶寬，轉(zhuǎn)換速率為1000V/us，5MHz的失真為-96dBc，12位的設(shè)定時(shí)間(到0.01%)為10.5ns，開環(huán)增益為110dB，輸出電流100mA。

OPA846的增益帶寬更高一級，輸入噪音更低。G=10的帶寬為400MHz，增益帶寬乘積為1.75GHz，轉(zhuǎn)換速率為625V/us，電源電流12.6mA的輸入噪音為1.2nV/rtHz。

OPA847的增益帶寬3.9GHz是業(yè)界最高的，輸入噪音0.85nV/rtHz也是最低的。其它的特性包括有轉(zhuǎn)換速率為900V/us，供電電流18mA，輸出電流+/-65mA，5MHz的失真為-95dBc。當(dāng)功耗是主要時(shí)，OPA847有可選擇的將降功耗引腳，能降低功耗到低于2mW。

所有的OPA84x系列產(chǎn)品的輸入失調(diào)電壓低到300uV，輸入失調(diào)電流350nA，以及在整個(gè)溫度范圍內(nèi)有很穩(wěn)定的AC/DC性能。

OPA84x系列產(chǎn)品是SOT23和SO-8封裝。

低噪音放大器,低噪音放大器是什么意思

低噪音放大器　　低噪音放大器是一類特殊的電子放大器，主要用于通訊系統(tǒng)中將接收自天線的信號放大，以便于后級的電子設(shè)備處理。由于來自天線的信號一般都非常微弱，低噪音放大器一般情況下均位于非?？拷炀€的部位，以減小信號通過傳輸線的損耗。這種“有源天線”的配置廣泛應(yīng)用于全球定位系統(tǒng)(GPS)等微波系統(tǒng)中。這是因?yàn)橥S電纜在微波頻率范圍內(nèi)損耗很大。

正是由于低噪音放大器位于整個(gè)接收機(jī)緊鄰天線的最先一級，它的特性直接影響著整個(gè)接收機(jī)接受信號的質(zhì)量。為了確保天線接收的信號能夠在接收機(jī)的最后一級被正確的恢復(fù)，一個(gè)好的低噪音放大器需要在放大信號的同時(shí)產(chǎn)生盡可能低的噪音以及失真。這兩個(gè)參數(shù)通常使用噪聲系數(shù)和三階輸入截止點(diǎn)來表征。

輸入和輸出端的阻抗匹配和噪聲匹配是實(shí)現(xiàn)高增益和低噪聲的關(guān)鍵?，F(xiàn)代的低噪音放大器不僅要在一個(gè)窄帶范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，新的應(yīng)用(如超寬帶技術(shù))的出現(xiàn)也要求其能夠在非常寬的頻率范圍內(nèi)(典型的頻帶寬度為3.1-10.6 GHz)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配和噪音匹配。

近二十年以來, 半導(dǎo)體工藝技術(shù)遵循摩爾定律迅猛發(fā)展, 推動和促進(jìn)著半導(dǎo)體器件產(chǎn)品性能和水平不斷發(fā)展。世界上各大半導(dǎo)體公司, 為了應(yīng)對市場競爭, 紛紛更新和提升其設(shè)計(jì)和工藝技術(shù), 高性能的模擬放大器產(chǎn)品層出不窮。針對迅猛發(fā)展的微波通訊市場, 各種功能復(fù)雜、性能優(yōu)異的RF 放大器產(chǎn)品不斷推出, 常規(guī)的中視頻通用放大器在新工藝條件下也得到了迅猛提高。國內(nèi)由于半導(dǎo)體工藝制作水平的限制, 導(dǎo)致模擬放大器產(chǎn)品水平長期落后于國外產(chǎn)品。其競爭劣勢除了表現(xiàn)在技術(shù)參數(shù)以外, 還表現(xiàn)在質(zhì)量可靠性、參數(shù)均勻性、供貨周期、市場宣傳、售后服務(wù)等諸多方面。因此, 導(dǎo)致國內(nèi)模擬放大器產(chǎn)品主導(dǎo)市場(特別是在單片領(lǐng)域) 一直被國外大公司產(chǎn)品所占據(jù)。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)只能憑借部分專用、常規(guī)或國外停產(chǎn)型產(chǎn)品, 占有少量市場份額。根據(jù)工作頻段和整機(jī)應(yīng)用情況, 模擬放大器產(chǎn)品可以宏觀地劃分為兩大領(lǐng)域: 一是以射頻通訊電路為代表的高端微波產(chǎn)品, 二是新工藝條件下生產(chǎn)的中視頻通用放大器產(chǎn)品。按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能使用情況, 模擬放大器包括低噪聲寬帶放大器(LNA )、運(yùn)算放大器及比較器、中視頻放大器、模擬乘法器等。

低噪聲寬帶放大器具有很低的噪聲系數(shù)和很寬的頻率范圍，當(dāng)信號較弱時(shí)，將探頭的輸出先經(jīng)過低噪聲放大器放大，再送到接收機(jī)。低噪聲放大器的主要作用是放大天線從空中接收到的微弱信號,降低噪聲干擾,以供系統(tǒng)解調(diào)出所需的信息數(shù)據(jù),提高低噪聲放大器的增益對降低整機(jī)的噪聲系數(shù)非常有利,但低噪聲放大器的增益過高會影響整個(gè)接收機(jī)器的線性度提出很高的要求。

低噪聲寬帶放大器---隨著現(xiàn)代通訊工作頻帶的總體上移, 射頻放大器將成為模擬放大器市場的主流。由系統(tǒng)天線饋入的無線信號, 在處理之前必須進(jìn)行信號放大。低噪聲放大器(LNA ) 就是其中非常重要的部件。從傳統(tǒng)意義上講,MM IC 低噪聲放大器一直屬于砷化鎵或其它III-V 族產(chǎn)品范疇, 普通硅器件的工作頻率往往難以逾越。但是, 隨著光刻技術(shù)和器件工藝水平的不斷提高, 近十年來, 硅工藝晶體管的特征頻率已能夠達(dá)到數(shù)十GHz 以上。特別是SiGe 工藝,由于材料生長工藝的逐漸成熟, 再加上它能與硅工藝兼容、易于集成的特點(diǎn), 使得SiGe 材料的BiC-MO S/BiCMO S 工藝與GaAs工藝相比, 更有利于RF 系統(tǒng)芯片的集成。目前, 硅材料低噪聲放大器的產(chǎn)品頻帶已能夠達(dá)到微波領(lǐng)域, 而且在功耗、頻率低端以及制作成本上更具有競爭優(yōu)勢。另外, 隨著工藝水平的大幅提升, RF 低噪聲放大器在采用雙極晶體管制作的基礎(chǔ)上, 還衍生了一種新形式, 即用MOSFET 制作低噪聲放大器。以美國Sirenza 微波器件公司的產(chǎn)品為例。

其LNA 產(chǎn)品包含10 余個(gè)產(chǎn)品系列, 各個(gè)產(chǎn)品系列采用不同的半導(dǎo)體工藝制作(SiGe、InGaP、GaA s、pHEM T 等工藝) 和不同的晶體管形式(BJT、HBT或FET ) , 但產(chǎn)品水平大致相當(dāng)。國內(nèi)從事硅工藝低噪聲放大器開發(fā)的單位主要以中電科技集團(tuán)公司第二十四研究所和航天771 所為主。產(chǎn)品帶寬一般在500MHz 范圍以內(nèi)。近年來,二十四所采用臺面SiGe HBT 工藝, 已研制出帶寬810 GHz、GP 10 dB 的LNA 樣品; 采用0135 LmSiGe BiCMOS 工藝, 開發(fā)出帶寬116～ 118 GHz、GP20～ 30dB 的LNA 產(chǎn)品。