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01
功放飽和功率處的增益討論
Q：大家好，我在設(shè)計(jì)仿真一個(gè)一級(jí)差分的CMOS功放，然后發(fā)現(xiàn)Psat為15.2dBm左右，但是對(duì)應(yīng)的Pin都已經(jīng)到15dBm了，幾乎沒有增益了。但我看一些一級(jí)的功放設(shè)計(jì)在到達(dá)Psat的時(shí)候還是有一點(diǎn)功率增益的，所以想問(wèn)一下問(wèn)題可能是在哪呢？謝謝了。
A：小信號(hào)的增益也偏小吧?差不多只有8dB。
Q：對(duì)對(duì)是的。
我的工作頻率想在28GHz左右，晶體管寬度是320um，偏置在AB類，共源結(jié)構(gòu)，所以是因?yàn)橐患?jí)的增益太小了的關(guān)系是嗎？
我看文章的確基本都是做兩級(jí)或以上，但我現(xiàn)在還是學(xué)習(xí)仿真階段所以暫時(shí)只設(shè)計(jì)了一級(jí)的。
A：壓縮太多了，想輸出高功率需要采用其他方法。
Q：好的，那如果想要一級(jí)的功放在達(dá)到Psat時(shí)仍然有功率增益，是不是要求更高的小信號(hào)增益呢？比如適當(dāng)增加直流偏壓等等？會(huì)不會(huì)直接設(shè)計(jì)兩級(jí)的功放就不會(huì)有這個(gè)問(wèn)題呢？謝謝了。
A：并不是增益越高輸出功率就越高，小信號(hào)增益是看電壓，功率需要同時(shí)考慮電壓和電流，比如兩路并聯(lián)提升功率就是提升電流。兩級(jí)功放是提升增益，對(duì)飽和輸出功率沒什么影響。
Q：好的謝謝，那么正常來(lái)說(shuō)在飽和輸出功率處應(yīng)該要有一定的功率增益嗎？像我圖里那樣功率增益幾乎為零了是否屬于不正常呢？
A：曲線沒什么問(wèn)題，你看看1dB壓縮點(diǎn)在哪，壓縮太多增益都會(huì)為零
Q：哦哦這樣好的，我看了看輸出的1dB壓縮點(diǎn)的確比較低只有7.4dB左右，遠(yuǎn)小于Psat的值了。那這樣應(yīng)該是線性度不行導(dǎo)致增益壓縮太多。
A：1dB壓縮是指線性增益減小1dB，我看曲線輸出也有13dBm左右，你可以把步長(zhǎng)取小一點(diǎn)。
Q：好的謝謝，我試試看。我只知道如何算電流密度，比如單獨(dú)一條finger流過(guò)的電流這樣子，那這個(gè)功率密度是如何得知呢？
A：看PDK里有沒有提供。
Q：好的，非常感謝。
02
GaN功放仿真不收斂問(wèn)題如何改善？
Q：在仿真 GaN功放的時(shí)候，經(jīng)常出現(xiàn)不收斂的問(wèn)題，導(dǎo)致模型數(shù)據(jù)不連續(xù)，或者根本出不來(lái)數(shù)據(jù)。向大家討教一下，有哪些方法可以改善？如果有相關(guān)資料或者經(jīng)驗(yàn)就更好了，謝謝大家。
A：改一下HB的求解類型或者階數(shù)。
Q：階數(shù)我可以改小，比如改成兩階，求解類型改成那種？
A：不要用HB掃參，用SWEEP PLAN。用克雷洛夫求解。
Q：這個(gè)我也試一試，謝謝。
A：階數(shù)低了好像不準(zhǔn)哦。
A：知乎有一篇專門寫這個(gè)不收斂的或許你可以找找看。
Q：這個(gè)哇？https://zhuanlan.zhihu.com/p/57022677
A：是的，另外ads 的help也有專門寫不收斂的，你也可以看看。
Q：Help中是哪一篇能不能麻煩截圖定位下，我查下，感謝。
A：“? 階數(shù)我可以改小，比如改成兩階，求解類型改成那種？”???就是樓上的克雷洛夫求解??默認(rèn)的是自動(dòng)的。
Q：好的?謝謝?找到了?我試一下。
A：有時(shí)候微調(diào)匹配電路的參量也可以?也可收斂。
03
為什么仿真時(shí)開不開HB，小信號(hào)增益會(huì)有區(qū)別？
Q：請(qǐng)問(wèn)一下，你們遇到過(guò)開著HB仿真和關(guān)著HB仿真，兩者小信號(hào)有區(qū)別的情況嗎？增益會(huì)掉兩個(gè)dB，回?fù)芤猜杂胁煌?/p>
A：HB的小信號(hào)？
Q：就是這個(gè)HB的插件，僅把它開路，和不開路。仿真原理圖。然后小信號(hào)會(huì)不一樣。
A：DC有差異嗎？
Q：有差異。
A：你做HB仿真，然后把HB開路掉了嗎。那結(jié)果肯定不一樣呀?。
Q：是的，開路了。為啥結(jié)果不一樣了啊？
A：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，做射頻仿真，仿真器首先要找到非線性最強(qiáng)的點(diǎn)，一般就是設(shè)計(jì)的目標(biāo)頻率，后續(xù)所以的小信號(hào)仿真都是在這個(gè)解上做線性化分析，即小信號(hào)仿真，所以不做HB你求的不是射頻解，是不對(duì)的。
04
Tran 仿真時(shí)錯(cuò)誤的處理
Q：大佬們，請(qǐng)問(wèn)ADS跑Tran仿，出現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤怎么處理啊？
A：我之前都是調(diào)兩個(gè)時(shí)間試，有時(shí)候就行了，感覺這倆時(shí)間要匹配。為啥出這個(gè)問(wèn)題，也沒搞清楚，有時(shí)候調(diào)一下電路就好了。
05
有如何確認(rèn) E8257D 信號(hào)源是否有內(nèi)置隔直電容？
Q：想請(qǐng)教下各位大佬，E8257D信號(hào)源是否有內(nèi)置的隔直電容？最近在測(cè)一個(gè)片子，沒有片上隔直電容，在考慮用信號(hào)源給RF信號(hào)會(huì)不會(huì)影響管子偏置？
A：看一下help，不是在片測(cè)試的話可以在外頭粘個(gè)電容。
06
有關(guān)Doherty結(jié)構(gòu)的討論
Q：請(qǐng)教一下，經(jīng)典Doherty的負(fù)載是和PA并聯(lián)的，那像這樣負(fù)載直接串聯(lián)的，是怎么進(jìn)行有源負(fù)載調(diào)制的呢？怎么實(shí)現(xiàn)Doherty的呀？
A：這是哪篇論文里的?。?/p>
Q：這篇：
A：這本書里面有《2018 - Doherty Power?Amplifiers》。
Q：感謝大佬。
07
功放調(diào)試是在調(diào)什么？
Q：家人們，請(qǐng)問(wèn)功放調(diào)試是在調(diào)什么?。?/p>
A：調(diào)很地方很多的啊，比如偏置，輸出匹配等，仿真出來(lái)還是需要調(diào)試看看結(jié)果，國(guó)內(nèi)用的仿真模型沒有國(guó)外(sky qorvo)那么準(zhǔn)，他們有自己的仿真模型。
Q：輸出匹配是調(diào)阻攔嗎？
A：Loadpull會(huì)調(diào)一下，看需求，比如功率或者線性度不好，需要調(diào)一調(diào)。
Q：好的，謝謝大神。
08
有關(guān)LNA級(jí)間匹配的討論
Q：LNA做級(jí)間匹配的時(shí)候，要怎么選擇第一級(jí)的輸出阻抗和第二級(jí)的輸入阻抗來(lái)進(jìn)行級(jí)間匹配，要考慮增益，又要考慮駐波比，還有噪聲，再就是匹配的時(shí)候，有沒有必要先都把他們匹配到50ohm，然后再連起來(lái)，還是直接把前一級(jí)選定的輸出阻抗和后一級(jí)選定的輸入阻抗共軛匹配，實(shí)在迷糊的厲害，求各位大佬指點(diǎn)一下。
A：優(yōu)先保證前級(jí)的噪聲系數(shù)，后級(jí)影響根據(jù)選定的LNA結(jié)構(gòu)調(diào)整，影響沒有前級(jí)大。
A：級(jí)間不需要50歐吧?共軛匹配就行了。
Q：怎么選擇前一級(jí)輸出阻抗和后一級(jí)的輸入阻抗，如果全安最大增益阻抗匹配的話，他們之間的駐波比會(huì)不會(huì)很差。
A：感覺本質(zhì)上差不多，無(wú)非是zl變到zs，如果視作無(wú)源來(lái)講，其實(shí)這部分應(yīng)該是完全等效的？不知道這樣理解對(duì)不對(duì)。
Q：有沒有這一部分相關(guān)的資料，感覺可以找到參考的東旭太少了，很多論文都是一筆帶過(guò)。
A：找找官方的文檔吧，論文也就看個(gè)樂。
Q：哈哈哈，好的。
A：如果單論低噪放的話級(jí)間也不一定要共軛匹配。
LNA輸入要匹配的原因是駐波太差會(huì)損壞前面的天線?輸出匹配的原因是在系統(tǒng)做規(guī)劃的時(shí)候是分模塊給噪聲系數(shù)?增益要求的?不同模塊可能是不同的人做，如果中間不匹配，模塊連在一起整個(gè)系統(tǒng)的增益就不能直接按dB值加?多級(jí)LNA都是你做?級(jí)間可以很靈活。
我也不認(rèn)為我理解夠了，?請(qǐng)指教。
Q：哈哈哈，好的。
A：我看原廠也就是LC直接匹的。
A：多級(jí)一般第一級(jí)優(yōu)先考慮噪聲，因?yàn)榈谝患?jí)對(duì)噪聲影響最明顯。級(jí)間設(shè)計(jì)主要是考慮損耗和功率。50ohm本身是空氣介質(zhì)同軸線功率容量和損耗平衡的結(jié)果。LNA本身都是小信號(hào)，所以我理解要不要改級(jí)間主要還是工作量和損耗的平衡。THz的mmic放大器（一般是PA）為了降低損耗有些級(jí)間就不是50ohm。但是級(jí)間不是50設(shè)計(jì)起來(lái)就很麻煩，因?yàn)榧?jí)間所有被動(dòng)器件都要改Zo。級(jí)間的被動(dòng)器件包括傳輸線，測(cè)試也會(huì)變麻煩，畢竟一般探針都是校準(zhǔn)到50ohm。然后第一級(jí)輸入和最后一級(jí)輸出一定都是50，中間不是50的話，一定有反射，對(duì)于LNA我感覺是得不償失的。
A：如果是片上匹配的話，不涉及長(zhǎng)傳輸線連接，做共軛匹配一般就是小信號(hào)增益最大了，此時(shí)級(jí)間駐波應(yīng)該也是最好的。
Q：所以基本上，LNA一般只要做好第一級(jí)匹配就可以了嗎？
A：也就是說(shuō)級(jí)間匹配，最大增益阻抗和最小噪聲阻抗可以基本不看，只需要把他們前后的輸入輸出阻抗共軛匹配就可以了。
A：“?所以基本上，LNA一般只要做好第一級(jí)匹配就可以了嗎？”?肯定不是啊，一般最小噪聲和最大增益不是一個(gè)點(diǎn)。后級(jí)要做增益或者帶寬的。
A：MMIC里面級(jí)間匹配一般用來(lái)調(diào)增益平坦度，其余的共軛匹配就好了。
A：LNA第一級(jí)負(fù)責(zé)噪聲系數(shù)，第二級(jí)負(fù)責(zé)P1dB，增益之類的。
A：也就是級(jí)間匹配只要做好共軛匹配就對(duì)噪聲，級(jí)間駐波比，增益沒有太大影響，只需要針對(duì)增益平坦度再進(jìn)行調(diào)節(jié)就好。
A：應(yīng)該是。
Q：那LNA后面要是接Mixer輸出的阻抗應(yīng)該怎么設(shè)置呢？
A：lna的輸出阻抗??與mixer的用hbsp或者psp仿真看到的大信號(hào)影響下的輸入阻抗，用匹配網(wǎng)絡(luò)將兩者做共軛匹配，然后根據(jù)帶寬再做一些微調(diào)。
Q：感謝老哥。
09
有關(guān)RLC諧振回路阻抗計(jì)算的討論
Q：這道例題有沒有好心人可以看看，《射頻微電子學(xué)》第二版。
A：參考鎖相環(huán)傳遞函數(shù)。
Q：感謝解答。
A：基本功啊，老哥。
Q：哥?為什么默認(rèn)認(rèn)為是并聯(lián)RLC，還有最后的這個(gè)Q值的公式，也有點(diǎn)不明白。
A：看公式一次項(xiàng)就知道了，另外濾波網(wǎng)絡(luò)很少看到串聯(lián)的，濾波網(wǎng)絡(luò)需要將諧振能量鎖住，一般是要有個(gè)回路。去翻書，高頻電子線路第一章。
Q：這個(gè)
A：就這個(gè)。
A：這個(gè)w不是諧振頻點(diǎn)，這個(gè)是抑制頻點(diǎn)，需要用detw去替換吧。
Q：是不是需要重新從能量損耗的角度?用w算一下？
A：去轉(zhuǎn)換一下。
Q：收到
??感謝您不厭其煩的解答。
A：都是從學(xué)生過(guò)來(lái)的，知識(shí)是開源的。
10
為什么Loadpull仿真時(shí)，輸入功率過(guò)高過(guò)低都不會(huì)收斂？
Q：請(qǐng)教大家一個(gè)pa設(shè)計(jì)的問(wèn)題，為什么Loadpull這里輸入功率設(shè)置過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)出現(xiàn)Loadpull不收斂的情況？修改收斂半徑和收斂中心可以變收斂，但是具體原因方面不是很了解。
A：小功率的時(shí)候，圓跑到了阻抗點(diǎn)外面了吧。
Q：為啥小功率圓會(huì)跑？
A：因?yàn)閭鹘y(tǒng)理解的Ropt是飽和時(shí)的最佳阻抗，而不是小信號(hào)時(shí)的。Loadline不一樣，所以一般其實(shí)是看P3dB的ZL。
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MMIC電路中，走線過(guò)長(zhǎng)有代替方案嗎？
Q：調(diào)出來(lái)電路性能對(duì)的，但是線長(zhǎng)都很長(zhǎng)，能不能等效得縮短線長(zhǎng)呢？全都走帶線了，線寬改窄試了試影響不大。
A：你說(shuō)的等效是？
Q：就是想辦法把帶線尺寸調(diào)小。
A：調(diào)的電路是什么？
Q：一個(gè)二級(jí)的驅(qū)放，GaAs的，才13dBm。
A：你把你管子合成那點(diǎn)微帶調(diào)一調(diào)，或者串個(gè)電容，把匹配點(diǎn)拉過(guò)去，盡量微帶走短。
A：應(yīng)該頻率不高，如果頻率不高可以用集總參數(shù)的電容電感等效，頻率高的話不行，要考慮Q值。
A：MMIC,輸出匹配微帶走3000um長(zhǎng)，正常嗎？功放。
A：滿足要求就正常。
Q：我的是6.5G的，我算了下1000多μm帶線電長(zhǎng)度才50多度我算了下1000多μm帶線電長(zhǎng)度才50多度。
A：帶寬要求不高就集總唄。
Q：啥意思？
A：沒有帶寬要求的話，就電容電感唄。
A：尺寸太大，成本吃不消，面積就成本，
A：你工藝介電常數(shù)多少？
Q：13，砷化鎵的。
A：我9.6更離譜，90° 5000。
Q：那你更不好排了。
A：我都不用1/4波長(zhǎng)了，直接搞個(gè)7 ?800參與匹配。
Q：多加電容電感替代帶線匹配，是這個(gè)意思嗎？
A：嗯。
A：高頻電容電感可能不好找，主要是集總電容電感的模型不是純電容電感，不過(guò)先試試吧。
Q：好的，多謝。
12
帶Q值的電感，會(huì)產(chǎn)生寄生電容嗎？
Q：請(qǐng)問(wèn)下帶Q值電感，會(huì)產(chǎn)生寄生電容嗎？
A：Q值是衡量電感儲(chǔ)存射頻電磁能量的物理量，和寄生電容不太想關(guān)，這個(gè)就是一個(gè)電感，有可能隨頻率電感感值會(huì)有些許偏移。
如果想驗(yàn)證，你用ADS仿真S參數(shù)，查看結(jié)果那里提取它的電感值就好了，另外或者用一個(gè)理想同感值的電感跑S參數(shù)對(duì)比就行了。
Q：感謝。
13
有關(guān)ADS模板中g(shù)m計(jì)算公式的討論
Q：各位大佬，ADS模板中計(jì)算gm的時(shí)候公式為什么是這樣的？這個(gè)AC.IDS.[0]為什么表示了1mv的VGS變化引起的ID變化呀?
A：電流默認(rèn)是毫安了？
Q：電流確實(shí)是mv單位，但是為什么這個(gè)可以表示▲ID呢？
A：MOS是電壓控制電流，跨導(dǎo)gm不就是d?IDS/dV？
? 圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
Q：謝謝，謝謝，明白啦。
審核編輯：黃飛
工商網(wǎng)監(jiān)
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