4-85  微波BJT器件噪声参数的抽取

刘章文  古天祥

将内部含有噪声的二端口电路网络等效为一个无噪声网络和在其输入端接入等效噪声源的组合，如微波BJT器件的级联噪声模型，即En-In模型。根据噪声网络理论，在En和In的基础上得出BJT的噪声参数

最佳源阻抗                                 (1)

最小噪声系数为                                    (2)

取绝对温度T=300 K；Δf =1 Hz；k为玻尔兹曼常数。最佳源阻抗Zopt=Gopt+jBopt与匹配反射系数Gopt可互相转换。由二端口噪声系数源导纳表达式推出等效噪声电阻为Rn = In2 |Zopt|2/(4KTDf ) = Gn|Zopt|2。这样，噪声参数Fmin，Rn和Gopt全面确定。

将上理论运用于微波BJT器件的等效电路中。通过剥离技术剔除寄生部分，利用本征H参数的电流增益h21将输出端噪声源等效到输入端即可推出BJT的En-In模型的均方表达式为

               (3)

式中，Ib和Ic为静态值；q为单位电荷；Rb为基极电阻；|a|=a0/(1+f 2/fa2)1/2；fa = fT /a0 = fbb0，a0和fb为截止频率。由(1)~(3)式即可求出噪声参数为

，

, 

其中，re = KT / (qIc )。

图1中曲线1为器件AT41410抽取的噪声参数(Vce=8 V, Ic=10 mA)。曲线2为直接测量的结果。由图可见，直接从S参数提取微波BJT器件噪声参数理论上也是完全可能的。本方法测试效率高，且在一定的范围内保证精度，对测试仪器研制和低噪声电路设计提供了一定的理论根据。

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