单片微波集成电路(MMIC)设计中的阻抗匹配介绍_阻抗_暗记

MMIC的设计与大多数微波元件的设计基本相同：一个或多个旗子暗记必须有效地耦合到芯片上，然后对旗子暗记实行功能，然后将它们耦合出芯片并返回系统。
后面的剖析将会证明旗子暗记功率的有效耦合哀求旗子暗记源的阻抗匹配芯片的阻抗。
事实上，为了有效地将旗子暗记通过全体芯片来通报，传输线，有源器件和它所在的系统的阻抗必须全部匹配。
RF旗子暗记与直流偏置的分离须要阻抗不匹配，并且不同RF旗子暗记的滤波须要阻抗随频率的变革。
因此，MMIC设计建立在所关注频率范围内的阻抗匹配和掌握之上。

设计电路涉及旗子暗记的有效传输;例如，在放大器的情形下，它涉及将旗子暗记送入有源器件以放大旗子暗记，然后将较高电平的旗子暗记传送到其他电路中，例如传输线或天线中。
在电动机的早期，人们创造，为了最有效地将电能从电池（电源）通报到电动机（负载），哀求电路的不同部分的电阻相同，换句话说，要进行阻抗匹配;这被称为最大功率传输定理。
传输线可以制成50ΏW，但有源器件常日不是50ΏW，因此匹配有源器件的阻抗是紧张的设计任务。

有源器件的阻抗很少是纯电阻性的，因此最大功率传输必须考虑源和负载阻抗的电抗部分。
实际上，为了得到最大功率传输，负载阻抗必须是源阻抗的复共轭。
共轭意味着相等的值和相反的符号，以是如果源具有阻抗Zs==R+jX，那么负载必须具有阻抗该当为：Zl==R-jX才能实现阻抗匹配。
实际上，这意味着净相位差减小到0，并且源看到的实际阻抗是纯实阻且与负载阻抗相同的。
把稳，正电抗是电感（jωL），负电抗是电容（-j/ωC），共轭条件暗示它们是相等的，以是它们的谐振频率为：

因此，设计职员的一部分事情是设计一个匹配电路，该电路将在其输入端与传输线匹配，并在其输出端与有源器件实现共轭匹配，如图1所示。

图1、利用匹配网络将晶体管输入阻抗共轭匹配到50Ώ

旗子暗记功率的通报取决于阻抗匹配，但有源器件的性能，例如输出噪声，也取决于呈现给它的阻抗。
对付晶体管等有源器件，我们可以定义两个特定的阻抗，以最大限度地提高电路的性能：

Zopt（Zee optimum）是供应给器件输入的阻抗，可最大限度地降落噪声系数。
阻抗也可以表示为反射系数[在后面的文章描述]，因此最小化噪声系数的反射系数也称为Gamma opt（Γopt）。
ZGain（Zee gain（增益））是呈现给器件输入的阻抗，它使增益最大化。

注意：这两个阻抗不一定相同或者是S11的共轭（写成S11 ）。
如果有源器件是单向的[即，输出端口和输入端口之间没有反馈（S12)=0]，则最大增益的阻抗为S11 。
但是，由于S12很少可以忽略不计，因此最大增益的阻抗与S11 略有不同。