为什么功放自激常见是低温下？

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01

有关PCB 50欧姆传输线不准的问题讨论

Q：大佬们，在PCB上要怎么画50欧姆传输线比较准确，我通过计算和仿真确定了传输线的尺寸后进行生产，但是实测结果却和50欧姆相差深远，原因是什么？

A：设计图片 实测方法呢？

Q：用的网分仪测s参数，S11只有-5dB左右，就是两个port连两头。

A：PA 哪个工具计算的？叠层结构考虑了？

Q：用这个工具计算的，用的是单层介质板。

A：中间为何缩线宽了？

Q：因为中间本来是个芯片，这样做用来去嵌计算。

A：会不会是因为覆铜距离走线太近了呢？

Q：但是这个距离我用仿真他就有-15dB左右的S11。

A：你这个线宽是多少？

Q：线宽1500u ； 间距750u ；介质rogers4350b 30mil ；铜1oz

A：30mil 50Ohm 不是直接1670um就完了。

A：你这个是微带形式，他算的应该是CPWG。

A：两端接插件那也做了匹配设计，会不会实际焊接上去也会偏离。

Q：两端是根据实际的SMA头设计的，确实没有把阻抗考虑进去。

A：带SMA头仿真驻波能到多少？

Q：请问仿真里面怎么把SMA头加进去？

A：你两头缩窄仅仅是和针一样粗，好焊接是吧？

Q：是的，只考虑了这点，我想的是尽量和那个针的粗细一样。而且我看这个长度也不长，寻思误差应该只有一点点。

我想问下以各位的经验，50欧姆线仿真的时候驻波是多少，实际做出来又是多少？

A：仿真-22左右，实际做出来-16 -17，频段是sub 6GHz。

Q：那我感觉我这个有原理性的错误啊，不然不至于误差这么大。

A：“请问仿真里面怎么把SMA头加进去？” 可以用同轴线简单模拟接头带来的影响。

Q：明白了，感谢老哥。

A：另外，看一下绿油的影响有没有考虑进来。绿油对特征阻抗会有影响。

Q：好的，我看一下。谢谢！

02

有关功率管RC等效阻抗的讨论

Q：向各位大佬请教个问题：在做大功率内匹配PA时，设备限制采用Loadpull小管芯，结合Cripps的并联RC的线性模型，算出每mm管芯的RC值作为输出匹配的最佳阻抗。想请问一下，这个RC的值具体是怎么换算得到呢？

A：啥文章？

Q：X波段GaN内匹配功率放大器的理论与设计

A：他这个应该是拟合等效的，就rc并联的阻抗。

Q：load出来是0.4mm的最优阻抗，然后直接缩放为1mm管芯的？

A：直接缩放，一般都不是很准。

Q：意思就是等比例估算一下是吧？

A：是的，这个看工艺，一般S波段以上参考性大一些。L波段单指大了，等效模型不准了。

Q：好的 谢谢。

03

有关低温自激的讨论

Q：为什么 功放自激常见是低温下？

A：细节参考半导体物理，宏观上增益和跨导成正比，跨导和载流子迁移率有关，迁移率和温度有关，温度的相关性存在一个正的和一个负的二分之三次方的关系。具体的常见的射频半导体，一般是温度低迁移率高，增益高。温度低，晶格震动小，对载流子散射小，可以这样理解。

Q：跨导是啥意思啊？

A：简单理解为电压控制电流的能力。

A：我的理解mos管正向导通时漏源之间可用一电阻等效，该电阻与温度相关，高温时电阻变大功率减小，低温电阻变小功率升高。

Q：多谢大佬。

A：另外一个简单的理解方法的是：低温增益高，放大倍数大，容易形成正反馈。

Q：好的，多谢！

04

有关供电电路RC结构的讨论

Q：大佬们，对于这种供电结构有没有啥参考文献推荐下，他那个滤波电容上串个电阻具体是什么原理？

A：供电的对称臂，一般是用来改善一些线性度指标的啦。

Q：我以为是用来改善稳定性的，老哥能否细讲

A：主要不是稳定性的，具体文献我也找不到。

A：稳定性也能改善，可以改善0频附近的稳定性。

Q：这玩意儿太难搜了，我找不到相关文献，一看电路，有好多人都用了它，但就是不解释。

A：找到了共享下，我有空也找找。

A：就是稳定性，减小电容Q值，防止谐振尖峰。

Q：请问这个电容是和哪个部分谐振了？

A：这个电路可以仿真下稳定因子。

A：仿真加上这个RC低频稳定性可以比较高。

Q：如果是增强稳定性，下面那个供电臂就可以改善，就因为对管么？单管芯也有这种电路应用，我想虽然稳定性是可以改善的，但不是主要的，以前工程上我栅极这里用类似电路可以用来改善IMD3，另外这种对称臂很像漏级的电流对称臂，用来改善视频带宽，优化线性。

Q：黄色这部分电路的作用呢？RC?

A：鲁汶大学Patrick教授对此好像是这么看的，他提出的一些稳定PA的观点里就有这种通过并联高低Q值的电容的方法。

Q：大佬，这个有什么参考资料吗？

A：可以去IEEE上搜下Patrick，好像有一篇专门讲稳定性的。

Q：多谢！

【注：此问题讨论并未收敛，欢迎加入慧智微射频讨论群，继续参与此问题的讨论】

05

有关HBT实际电流密度的讨论

Q： 请教各位专家一下,大家在设计HBT的时候, 有考虑过单个管子这个collector地方的通流么, 如果按照PDK手册来计算, 这个地方M1的电流是4mA/um, 总的电流也就4*8=32mA, 但是实际测试的时候, 电流比这个大一倍 , 实验室也没有看到损坏的情况。

A：如果是32个管子，你的静态电流就是2A，大佬。

A：这个地方应该不是只有m1吧，是要打孔上上层金属吧。

Q：32x32差不多1A吧，不过静态电流肯定达不到这么多，是指加上rf的到饱和时的动态电流比较高。

测试的没打孔的，只走m1。

A：实测电流到多大啊?

A：可以红外看一下温度，一般这个电流能力都标的保守

Q：实际测试, 按照每个管子均分来计算一下, 每个管子的电流快50了吧.

A：估计那是个比较安全的值，4mA/um，不一定是超过了就一定坏。

A：超过了不会马上坏，只是寿命降低了而已。

Q：收到，这个解释合理的，多谢。

06

有关功放对噪声系数的考虑

Q：请问各位大哥，功率放大器什么时候需要考量噪声系数呢？

A：有以下可能：

-GSM产品6step＊2dB回退情况下wide-band noise分解时候会考虑影响下行SNR

-功放predriver 的nf会考虑

-还有见过tdd的基站功放有一级没关可能tx噪底抬升可能影响上行、

-还有见过etm2.0a情况下继续大回退功率的对evm的考虑可能涉及功放nf

Q：多谢！

07

有关毫米波LNA探针及bonding线寄生电感的讨论

Q：请问你们设计毫米波频段的LNA，如果用扎针测试方案，会考虑扎针GSG的寄生电感吗？还有单端LNA测试的时候，VDD和VSS的pad如果用绑线，这个寄生电感的影响，大家一般是如何消除的；如果是采用DC扎针，那这个DC针头有多大的寄生电感呢？希望群里大佬能解答一下。

A：绑线电感一般在设计的时候就把电感给加在原理图里了，可以大概模拟一下实际效果。

Q：单端电路的绑线电感影响目前是消除不了，如果用DC probe测试，目前也不知道这个寄生电感是多大？不知道群里是否有人用过这个。

单端电路的AVDD和AVSS同时绑线，这个寄生电感一加上，电路就崩了…

A：耦合器，耦合端可以向输入端耦合吗？即，耦合端输入信号，输入端输出信号。

【注：此问题讨论并未收敛，欢迎加入慧智微射频讨论群，继续参与此问题的讨论】

08

有关ADS大信号PA仿真的问题

Q：用ADS仿PA大信号的时候，HB S21是一条斜向下的直线，如图所示。这是哪里出问题了？小信号S参数良好。

A：是不是激励源设置有问题？

Q：问题解决了，输入的功率太大了。

A：正常的跑出来图是什么样的？

Q：横坐标是输入功率么？

A：是的。

09

有关LC串联及并联谐振的讨论

Q：GaAs工艺中，LC串联和并联谐振电路的谐振频率不一样。这是什么原因造成的？

A：理论上理想情况下是一样的。不过集成电路工艺下可能会有寄生，可以看看是不是寄生电容或电感造成的影响。

Q：多谢。

10

有关HFSS仿真中端口设置的讨论

Q：大家好，请问HFSS仿真中使用波端口时是否需要勾选归一化选项呢？

A：看想看什么特征阻抗下的S参数，比如想看归一化到50欧的S参数就选上。

Q：那如果勾选与否之后结果显示有很大的影响，这是否说明端口的阻抗没有匹配到50欧？

A：是的，端口的特征阻抗和归一化的特征阻抗差别大。

最好勾上，那你跟别人级联起来很容易出问题，其他系统也不可能是严格50欧姆。

Q：好的，谢谢大家，我尝试一下。

11

有关LNA稳定性设计的讨论

Q：请问，为了提高LNA的单级稳定性，能在漏级加入电阻吗？

A：小电阻可以，别太大。有些文章就这样做的。其实你可以选择两级电路，这样稳定性自然就上去了。

A：漏极加不是会影响漏极电压吗？两级电路，单级不稳定的频点最佳匹配点没法得到吧？

Q：我们利用ADS调整的时候，一般两级电路kf自然就上去了。

A：我的意思是，两级确实能提高Kf，但是这样级间匹配应该不好做吧！

Q：哦哦，谢谢大家。

12

有关TX、RX隔离测试的讨论

Q：请教一个问题，从一个信道的TX，泄漏到另一个信道的RX的强度应该怎么才能测量呢？

A：从TX通道输入口给信号，在RX输出口测试该频率下的功率。

Q：RX输出口是RX FEM到基带之前的输出么？

A：是的。

Q：可是没有接收信号，AGC可能会增益不同。

A：是要看收发隔离度吗？

Q：对

A：两个功率做差值。

Q：好的，谢谢。

13

有关电路节点电压的讨论

Q：有朋友知道为什么o4的电压会随着Vc 变化吗？不应该有个电压差吗？o4右边的也是电容。

A：右边也是电容的话没有直流通路啊，所以pmos必须截止。

Q：截止的话就可以把电压耦合上去了对吗？

A：你S端不就是VC变了，你G端就要跟着变，diode连接G和D同电位，所以o4跟着变，你看看那个直流参数VGS是接近于0的。

Q：为什么S端变了G端会跟着变呢？

A：管子得截止啊，Vgs不得趋于0么（考虑到亚阈值电流）。

Q：好嘞，谢谢你！

14

有关交叉耦合VCO设计的讨论

Q：请问积累型MOS管可变电容应该按照左面接，还是按照右面接呀？

A：有区别吗？自己搭建一个简单电路仿真对比一下？

Q：仿真有区别，所以有点困惑

A：你再仔细看看你的左右图，连接不一样。

Q：这根线是漏画了，重点是变容管的接法不一样。

A：电压是不对称的，这个有没有考虑进去。

Q：嗯嗯，是的。

A：这确实有点奇怪啊，看看电路原理图。

Q：问题已经解决了，谢谢各位大佬了。

分享一下：把可变电容调小一点后差别就没那么大了。

A：我还一个问题：vco不应该采用-2/gm得结构吗？你为啥用的是漏级接电感的形式，区别在哪？我对vco了解不是很多，所以有这个问题。

Q：-2/gm是交叉耦合对产生的负阻， 然后VCO漏极都会连接电感的，与变容管电容构成LC谐振腔。

A：可是你这里没有形成-1/gm的负阻，会起振吗？

Q：这部分就会产生交叉耦合对-2/gm。

只不过我做的VCO频率很高，达到了太赫兹，对于一些连接线我用电感进行代替了。

A：哦哦，原来这样也可以等效为-2/gm的负阻啊，受教了。感谢

15

有关接地通孔感值的仿真

Q：请问怎么用hfss仿真接地通孔的感值大小呢？

A：看阻抗的实部虚部。

Q：port口怎么设置呢？

A：设置成50ohm就可以。

Q：好的，谢谢。

16

有关射频微波电路Layout的讨论

Q：请问这种感应回路是怎么用的？

A：调试用的，不是感应。

Q：具体怎么操作呢？没看太懂。

A：用刀把原来的走线割断，再把那一小节连上去，相当于改变了走线长度。

Q：调相位的？

A：对。也可以用来贴大面积的铜皮。

Q：目的是什么呢？

A：调试啊，万一仿真没那么准么。

Q：多谢您。

17

有关多个电感串联后谐振点的讨论

Q：有大佬知道用三个小电感串联来形成一个大电感，这些小电感之间应该做什么处理吗。我直接仿真三个串联的小电感，出现了很多谐振点。

A：理想情况下肯定不会出现，但是实际情况下由于寄生的原因会出现上面的现象。不知道你出于什么原因用小电感串联成大电感，如果想要减弱这种现象，感觉最好把每个电感的Q值尽可能的调高吧，或许会好一些。

A：在实际电路中，电感过了谐振点之后会表现为电容，这个电容又和其他电感谐振，所以形成了你看到的多个谐振点的情况，这个现象的出现属于合理现象。

不过要看是否是正常现象，要看谐振点是否符合预期。可以单独仿真每个电路的等效感值 和容值，再计算是否和仿真出来的谐振点对应的起来。如果对应不起来，要看是否还有其他现象。

Q：多谢。

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