低噪声放大器的电路材料选型要素

时间： 2016-02-14 来源：微波杂志

代理服务

技术支持

批量订货

低噪声放大器(LNAs)对于很多高频接收机是必不可少的，它可在保持噪声为最小值的同时提供所需的增益。设计有效的LNA电路通常可归结为对有源器件的关键选择，如晶体管或集总电路（IC）。但是正确印刷电路板（PCB）材料的选择也与LNA性能目标的实现有很大的关系，因为电路层压板对最终的放大器噪声系数有非常大的影响。本文旨在帮助工程师弄清在选择射频/微波LNA的PCB材料时需要注意哪些因素。

一般而言，一致性对任何用于LNA电路的材料都很重要，无论是介电常数、介质厚度还是导体厚度。LNA设计中的电路和器件间必须达成严格的阻抗匹配以减少噪声。介电常数或PCB的介质厚度的过多变动都会导致无源电路元件的不一致，以及低噪声晶体管与集成电路间难以匹配，随之产生噪声系数随频率的变化。

在选择PCB材料时LNA设计者会寻找什么？LNA电路设计的成功涉及到很多不同的因素，包括使用具有最小导体损耗和介电损耗的PCB材料，以及可以制造无源元件的电路材料，该无源元件要达到电路和有源器件间所必需的的紧密阻抗匹配以满足优越的低噪电路条件。显而易见，电路阻抗不匹配会使LNA的噪声指数增加，因此可通过最小化与有源器件间的不匹配来优化噪声系数性能。未对特定有源器件进行阻抗匹配优化的电路可能导致工作不稳定，因为不当匹配时低噪有源器件可在高于基频范围的频率自激。

低耗介质材料通常是射频或微波LNA的基础，以求尽量减小到达LNA有源电路及LNA电路内部的传输损耗。尤其要注意的是，通向LNA输入端口的传输损耗尽量小很重要，因为这种损耗会直接增加放大器的噪声指数。

LNA设计者通常的电路“起始点”之一是罗杰斯公司的RO4350BTM电路层压板，该层压板适用于全部毫米波频率的LNA。该材质具有很多吸引LNA设计者的特性，包括严格控制的介电常数、低介质损耗因数和高导热性。RO4350B材料在10GHz时z轴方向上的介电常数为3.48，而整个板材的介电常数一致度保持在±0.05以内。对于LNA设计者来说，这一特性有助于得到低噪声放大器的一个由频率、输入电平、温度以及其他运行条件决定的噪声数值。

RO4350B材料也表现出低导体损耗和低介电损耗，这二者对于LNA低噪声系数的实现都是必不可少的。在PCB材料中，损耗性能通常用损耗因子来进行比较，而在RO4350B材料中，在10GHz时z轴方向上的损耗因子通常为0.0037，在2.5GHz时z轴方向上的损耗因子则降为0.0031。
这种材料还具有许多其他特性，并为之受到了射频/微波LNA设计师们的青睐。其低粗糙度铜箔的版本RO4350B LoPro™，能够降低导体损耗。RO4350B和RO4350B LoPro™ 电路材料的特点都是低介损耗，并且两个电路材料都可以采用标准FR-4环氧基树脂/玻璃电路材料加工方法来实现电路加工。这些标准电路加工方法包括可靠性镀通孔（PTHs）制造，不用考虑通常PTEE类的电路材料需要的特殊准备步骤。

与FR-4处理方法一样，RO4350B和RO4350B LoPro电路材料通常与低成本FR-4结合形成多层混压电路板。混压PCB板使用RO4000®电路材料作为关键电气性能层，FR-4层可作为不甚关键的电气层。不同的板材通常用低耗粘结片连接，如罗杰斯公司的RO4450F™半固化片，从而保持低损耗以利于形成优良的LNA低噪声性能。RO4450F 半固化片的特点是在10GHz处z轴方向上介电常数为3.52，10GHz处z轴方向上损耗因子为0.004，以及很好的尺寸稳定性，因此可获得LNA设计混压板的机械完整性。

LNA设计者在从器件中寻求最优噪声系数时，会寻找具有稳定介电常数和机械一致性，并且具有最低损耗因子的材料，以求获得最低的噪声系数。罗杰斯公司生产的RO3035TM电路层压板是构造具有尽可能低噪声系数的LNA的基石。这些电路材料在10GHz的z轴方向上，有着仅为0.0017几乎可以忽略的耗散因子，并在10GHz的z轴方向上保持着一个在3.50±0.05范围内波动的介电常数，这些电路材料对LNA电路的介电损耗几乎没有影响。为了在 LNA这类对温度敏感的电路中得到优良的机械稳定性，这些陶瓷填充的PTFE复合材料的平面内膨胀系数几乎与铜一致。它表现出良好的0.50W/m/K的热导率，这能够在全微波频段支持LNA的稳定性。

这些电路材料为不同有源芯片的LNA提供了稳定的性能指标，如低介电损耗和低导体损耗，从而能够获得各频段的低噪声系数。一些常规电路设计有助于达到更低的LNA噪声指数，如在匹配网络中用高Q值而非低Q值电容，若可能的话用较薄的而非较厚的电路板材。但是，总体上，选择一个在全频段具有稳定介电常数和低损耗因子（比如前面提到的几种电路材料）的电路层压板，对于追求射频/微波频段最低的LNA噪声系数也只能是提供一种帮助。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 6
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（6）

咖啡加奶 Lv8. 研究员 2018-08-28

学习了
罗花流水 Lv7. 资深专家 2018-08-15

学习了
老杰克 Lv7. 资深专家 2018-01-17

好
rocky Lv3. 高级工程师 2017-12-31

不错
大飞哥 Lv8. 研究员 2017-12-12

不错

少年游 Lv7. 资深专家 2017-12-05

学习了！

没有更多评论了

【技术】微带线与接地共面波导的比较

使用微带线或是接地共面波导等不同传输线技术的选择会影响电路设计的最终性能。

2017-03-25 - 技术探讨代理服务技术支持批量订货

低成本射频板材RO4350B，可与FR4混压

Rogers的RO4350B不仅具有良好的高频性能，射频损耗低等优良的电特性，而且具有生产成本低，可以和FR4多层混压等优秀的其它特性，称得上是一种高性价比的射频板材。

2016-07-24 - 技术探讨代理服务技术支持批量订货

【技术】浅析电路材料随温度变化的特性

线路板材料的性能可以通过多种不同的参数进行评估，包括常见的介电常数和耗散因数。

2017-05-05 - 技术探讨代理服务技术支持批量订货

ROGERS层压板/高频板选型表

罗杰斯/ROGERS提供以下技术参数的层压板/高频板选型，超低损耗，低至0.0004(Df) ；超大尺寸：54inchX24inch、52inchX40inch、50.1inchX110inch 等；丰富介电常数：2 -12.85 (Dk)；超薄介质，低至1mil

产品型号	品类	产品系列	介电常数（Dk）	正切角损耗（Df）	介质厚度(mm)(mil)	导热系数W/(m·K)	铜箔类型	铜箔1厚度	铜箔2厚度	尺寸(inch)
5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI	层压板	RT/duroid® 5880LZ	2	0.0027	0.254mm(10mil)	0.33	电解铜	H1	H1	24X18

选型表 - ROGERS 立即选型

Rogers（罗杰斯） RO4003C/RO4350B高频电路材料数据手册

描述- RO4000系列高频电路材料是一种玻璃增强碳氢化合物和陶瓷（非PTFE）层压板，专为高性能、高体积的商业应用设计。该系列产品提供卓越的高频性能和低成本电路制造，适用于全球通信系统、无线通信设备和多层数字电路。

型号- 4003C 24X18 1E/1E 0080+-001/DI,4003C 48X36 1E/1E 0320+-002/DI,4003C 12X18 1E/1E 0320+-002/DI,4003C 12X18 1E/1E 0080+-001/DI,4003C 24X18 5TC/5TC 0087+-001/DI,4003C 24X18 5E/5E 0080+-001/DI,4003C 48X36 5E/5E 0320+-002/DI,4003C 48X36 1E/1E 0200+-0015/DI,4003C 24X18 5E/5E 0320+-002/DI-RSZ,4003C 48X36 1E/1E 0080+-001/DI,RO4003C 碳氢化合物陶瓷,RO4003C™,4003C 24X18 5E/5E 0160+-0015/DI,4003C 24X18 1E/1E 0200+-0015/DI,4003C 48X36 5E/5E 0200+-0015/DI,4003C 24X18 5TC/5TC 0127+-001/DI,RO4000,4003C 24X18 1E/1E 0600+-004/DI,RO4350B™,4003C 24X18 5E/5E 0200+-0015/DI,4003C 48X36 1E/1E 0600+-004/DI,4003C 48X36 5E/5E 0080+-001/DI,4003C 24X18 5E/5E 0600+-004/DI,4003C 24X18 1E/1E 0120+-001/DI,4003C 24X18 1E/1E 0160+-0015/DI,4450B BOND PLY 24X20 UNPUNCHED SHEET,4003C 48X36 5E/5E 0600+-004/DI,RO4450B碳氢化合物陶瓷半固化片,4003C 24X18 1E/1E 0320+-002/DI,4003C 24X18 5E/5E 0120+-001/DI,4003C 24X18 1TC/1TC 0207+-0015/DI,4450B BOND PLY 14X24 UNPUNCHED SHEET,4003C 12X18 1E/1E 0160+-0015/DI,4003C 48X36 5E/5E 0120+-001/DI

2008年06月01日 - ROGERS - 数据手册 - Issued 06/2008 代理服务技术支持批量订货

ROGERS分享毫米波雷达设计中需考虑的PCB材料的基本特性精选问答

为了帮助客户了解与汽车和工业PCB雷达应用相关的关键要素，罗杰斯公司在线上技术讲座中与大家充分交流了「毫米波雷达设计中需考虑的PCB材料的基本特性」的话题，本文也将大家共同关心的问题整理成精选问答，供您参考。

2024-01-24 - 设计经验代理服务技术支持批量订货

Rogers（罗杰斯） RO3000系列线路板材料RO3003/RO3006/RO3010/RO3035高频层压板数据手册

描述- RO3000®系列高频电路材料是一种陶瓷填充PTFE复合材料，适用于商业微波和射频应用。该系列产品旨在提供卓越的电学和机械稳定性，同时保持具有竞争力的价格。这些基板在X和Y轴上的热膨胀系数（CTE）为17 ppm/°C，与铜匹配，提供了优异的尺寸稳定性。Z轴CTE为24 ppm/°C，即使在恶劣的热环境中也能提供出色的通孔可靠性。

型号- 3003 24X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3000,3003 12X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0400+-002/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3010 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 12X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3010 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3010 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3035™,3003 24X18 H1/H1 0600+-003/DI,RO3003™,3003 12X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,RO3006PTFE 陶瓷,3003 12X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,RO3003陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5R/5R 0100+-0007/DI,3010 18X12 H1/H1 0250+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3006 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 2ED/2ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,RO3000® SERIES,3006 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,RO3006™,3003 24X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3035PTFE 陶瓷,3003 12X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3010™,RO3010陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 24X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 12X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 12X18 2ED/2ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 HH/H2 0050+-0005/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 24X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3006 24X18 H1/H1 0250+-001/DI,RO3010PTFE 陶瓷,RO3006陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 24X18 5R/5R R3 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3003PTFE 陶瓷,3003 24X18 5ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3035 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 5RD/5RD 0100+-0007/DI,3003 24X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 1RD/1RD 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI

2015年04月05日 - ROGERS - 数据手册 - Revised 1105 代理服务技术支持批量订货