運放式射頻放大器(07-100)

　　傳統(tǒng)射頻放大器使用分立晶體管有源器件，主要原因是器件價格低廉。而隨著運放性能的提高和批量應用的推動，射頻放大器采用運放已成大勢所趨。相對于分立晶體管，高速運放確實有其長處：首先，前者構成的放大器，其增益和帶寬與晶體管的偏流和工作點關系很大，調(diào)整起來相對困難；而運放的增益是不受偏置影響的。其次，運放還能減少工作溫度范圍內(nèi)的參數(shù)漂移，使工作更可靠和穩(wěn)定。

　　眾所周知，運放又可分為電壓反饋式(VFB)和電流反饋式(CFB)兩種。在實際應用中，大量使用的是VFB運放，但在射頻放大器應用中，CFB運放具有更出色的性能。VFB運放的增益一帶寬積是恒定的，增益受到帶寬的限制；CFB運放在接近最高頻率處仍有較高的增益。例如，VFB運放THS4001開環(huán)帶寬(-3dB)為270MHz，增益為100(20dB)時可用帶寬僅為10MHz；而CFB運放THS3001開環(huán)帶寬(-3dB)為420MHz，增益100時可用帶寬可達150MHz。

　　當然，射頻設計者還要了解CFB運放的一些特點：

　　·放大器用運放的內(nèi)部構造有所不同，但構成放大器的基本拓撲沒有改變。
　　·CFB運放數(shù)據(jù)表推薦的反饋電阻RF值應嚴格遵守，增益應用RG來調(diào)整。
　　·反饋環(huán)中不能有電容存在。

　　放大器的基本拓撲和參數(shù)

　　CFB運放射頻放大器的基本拓撲仍是反饋放大器結(jié)構，有同相放大器和反相放大器兩種形式。另一方面，對射頻電路而言，要特別關注輸入端與輸出端的阻抗匹配問題，系統(tǒng)常用50Ω電纜連接，由于運放的輸入阻抗高，因而輸入端并接一個50Ω電阻；在輸出端，運放輸出阻抗低，故而串接了一個50Ω電阻。這樣，同相放大器就如圖1所示。

　　射頻電路性能通常用4個散射(S)參數(shù)來表征。術語“散射”隱含著損耗的意思。反射，即散射參數(shù)S11與S12會減少有用的信號，反向傳輸S12從負載處返回輸出功率，只有正傳輸S21是有用的散射參數(shù)。設計射頻電路就是要減少S11、S22與S12而提高S21。射頻放大器小信號交流參數(shù)可從S參數(shù)推得，兩者的關系見表1，這些指標是頻率依賴的。