通过克里斯·弗朗西斯
当处理高速,低噪声,非50欧姆系统,如跨阻放大器,GaAsFET或HEMT可以是一个可行的选择。从表面上看,Avago(以前称为Agilent)的ATF35143等设备具有合适的特性——低噪声、低偏压电流和高带宽。在2GHz时噪声系数为0.4dB,在10GHz以上有可用增益。他们相当耗电,需要15mA的最佳噪声数据。通过增加一些增益和关闭反馈与电阻,使一个跨阻放大器,你可以有一个可观的噪声和跨阻:

模拟的原理图如下所示:

电压控制电压源(VCVS) E1用于表示额外的100 (20dB)电压增益,该增益可能来自标准的高速双极晶体管。V2控制偏置。这些模拟的漏极电流大约是15mA。一个电流源和3pF电容被用来表示一个光电二极管。
然而,HEMT晶体管的一个缺点是泄漏电流大。10µA典型,150uA最坏情况。虽然10µA还不算太糟,但150µA对于超出几千欧姆的任何传输阻抗都可能是个问题。
虽然双极晶体管并不总是高跨阻放大器的首选,由于基极电流,对于低跨阻,他们是可行的。英飞凌的SiGe:C硅锗碳晶体管值得一看,而不是传统的双极晶体管。例如,BFP640ESD在1.9GHz的噪声系数为0.65dB,过渡频率fT为45GHz。虽然噪声数字不如HEMT好,SiGe:C做它在6mA而不是15mA的HEMT数字。直流电流增益高达180左右,这意味着如果集电极电流不太高,在跨阻配置中是可行的。传统的双极射频晶体管的电流增益通常相当低。最重要的是,基极-发射极的泄漏量为10µA,与HEMT相当。
用SiGe:C代替前面示意图中的HEMT,进行一些偏置变化,得到以下结果:

带宽几乎是相同的,主要是因为这是由反馈网络决定的(在现实中使用电容性T网络,因此可以使用实际值)。噪声稍微高一些,但SiGe:C晶体管只偏向3mA而不是15mA的HEMT:

BFP640ESD具有名称所示的ESD保护功能。存在无ESD保护的版本。BFP640只是英飞凌为数不多的SiGe:C晶体管之一。英飞凌提供SPICE模型用于仿真,我发现在使用此类设计时,SPICE模型比S Parameters更有用。
最初,我在SPICE模型在高温下出现了问题,导致了“奇异矩阵”。这在VJC为0.1152的模型中是一个问题。经过一番搜索,得出了“VJE、VJC和VJS的TNOM值必须大于0.4V,以确保温度分析收敛到200℃”的结论。这是Gummel-Poon SPICE模型的要求。英飞凌的支持是有帮助的——它提供了一个新的模型,修改后的VJC大于0.4,这就是你可以在他们的网站上找到的模型(模型的第三版)。找到一家认真对待建模问题的公司也很好。在制造商的网站上有相当多的有缺陷的型号,而且往往如果你报告一个问题,它只是被忽视,或者你得到一个毫无意义的依赖,如告诉你在哪里下载他们的型号!
了下:电力电子的技巧




