64、高频放大器设计与应用全解析

高频放大器设计与应用全解析

1. 高频操作布局

宽带高增益放大器无论采用何种技术，都存在隔离问题。输出到输入、电源轨以及衬底之间都可能发生耦合。因此，精心的布局至关重要，尤其要关注集成电路和封装相关的杂散电容。

1.1 输入/输出隔离

为确保稳定运行，输入/输出（I/O）之间需要高度隔离。降低I/O隔离的主要因素有三个：
1. 电容耦合 ：I/O信号路径通过空气和衬底产生的电容耦合。
2. 反馈 ：通过直流电源轨和地线电感产生的反馈。
3. 封装腔谐振 ：在腔谐振频率下，I/O之间的耦合会变得非常大。

为减少I/O之间的不必要耦合（通常要求隔离度超过60 dB），I/O焊盘应在芯片上对角布局，I/O之间采用“从左到右”的薄几何形状。小输入信号从芯片左侧进入，大输出信号从右侧输出，这样有助于将敏感的输入级与大信号输出级隔离开来。

减少空气耦合可采用细线宽和屏蔽技术；减少衬底耦合可通过屏蔽和使用薄的低介电常数衬底实现。

1.2 减少电源轨反馈

为实现稳定运行和增益平坦度，需精心设计电源轨布局。电源线通常具有电感特性，因此片上电容去耦对于降低高频电源线阻抗是必要的。然而，电感和电容组件之间可能在几百兆赫兹的频率下发生谐振，导致增益 - 频率响应出现严重下降，隔离 - 频率特性出现峰值。

减少这种谐振的一种方法是在电源线上添加串联阻尼电阻，降低LC谐振的Q因子。此外，加宽电源线可降低特性阻抗/电感。实际上，若特性阻抗低至几欧姆，即使没有电阻