-20
-40
S21_HP
-60
S21_BP
S21_LP
-80 .1 1 10
Frequency (GHz)
中華大學 通訊系 17
ZL
25W
Lowpass
15.9nH 50W 3.18pF
12nH
ZL
25W
Highpass
50W 7.96nH
1.6pF
12nH
ZL
25W
中華大學 通訊系
16
Frequency Response of LP, BP, HP Matching Circuits
0
M ism a tch L o ss( d B )
Lumped L-Type Matching Network
Low-pass type
I, III
Z
II, IV
Z
50W
G 起點 50W
G 起點
High-pass type
I, IV 50W G 起點
Z
II, III 50W G 起點
Z
中華大學 通訊系
14
Lumped L-Type Matching Network
原始設計
起始 G1 50W 驗證 目標 G1’
中華大學 通訊系
L1
G2
C2 G2’
GS= GIN* 目標
ZIN GIN 起始
10
每個界面都將形成共軛匹配
Physical Characteristics of Complex Conjugate Matching Circuit
If GS = GIN* then G2=(G2’)* G1=(G1’)* For lossless matching network only
G2
G1
G1’ G2’
GS
GIN
每個界面都形成共軛匹配
中華大學 通訊系 11
特殊阻抗匹配技巧
(For lossless matching network only)
Z1
Lossless Input Matching Network
Z1
Lossless Input Matching Network
起始 G1 目標 GS (a) 從G1匹配到GS
Z1
Shunt L
G1
G2
Z1
G1
Shunt R
G2
G1
Z1
Shunt C
G2
中華大學 通訊系
G1
6
放大器設計的正確阻抗匹配技巧
Example: Input matching network design Step 1 決定“往前看”及“往後退”的方向
50W
Input Matching Network
Input Matching Network Output Matching Network
50W
?
(a) (b) (c) (d)
GS
GL
?
Lumped, distributed or mixed-mode circuits Frequency response: LP, HP or BP Bandwidth: Narrow or broad band design Tradeoff: Gain, VSWR, noise figure, output power
50W
Input Matching Network
G’2
G’3 GS
起始 GS G’2 G’3 其物理特性完全無法 達到預期的阻抗匹配
中華大學 通訊系
9
Physical Characteristics of Complex Conjugate Matching Circuit
50W
L1 C2
ZIN
Impedance Matching Network Design (I)
中華大學 通訊系 田慶誠 tien@.tw 03 5186030
中華大學 通訊系
1
Impedance Matching Manipulation
STEP 1 計算出電晶體所需配合的GS and GL STEP 2 規劃input and output matching circuits 50WZ1来自目標 G3G2
G1 起始
G3
G1
G2
起始 G1
G2
G3 目標
中華大學 通訊系
4
Series Lumped Matching Elements
Z1
G2
Z1
G1
G1
Series L
Series R
G2
G1
Series C
Z1
G2
中華大學 通訊系
G1
5
Shunt Lumped Matching Elements
起始
G1
GS 目標
Step 2 GS不可設為起點，必須視為目標。起點
G1必須設在50W原點。
中華大學 通訊系 7
放大器設計的正確阻抗匹配技巧
Step 3 決定串聯及並聯電路架構和元件值
50W
G2
G1 起始 G2 GS 目標 G1 GS
中華大學 通訊系
8
常見錯誤示範
若不管阻抗ZS或反射係數GS在電路中的方向性， 直接使用Smith chart…..
目標 G1* 起始 GS* (b) 從GS*匹配到G1*
原始方法(a)設計的無損耗阻抗匹配電 路與特殊技巧(b)設計的無損耗阻抗匹 配電路完全相同。
中華大學 通訊系 12
Four Matching Regions of Smith Chart
III 感抗區
II 高導納區 I 高阻抗區
IV 容抗區
中華大學 通訊系 13
中華大學 通訊系 2
Impedance Matching on Smith Chart
STEP 1 在電路圖中定義“往前看”所看 到的起始點負載阻抗Z1或反射係數G1
Z1
起始
Z1
G1 G1
G1
起始
中華大學 通訊系 3
Impedance Matching on Smith Chart
STEP 2 在電路圖中定義“往後退”的方 向用以加入並聯或串聯元件，並確定阻 抗匹配目標。
Band-pass type
IV 50W III 50W G 起點 G 起點
Z Z
IV 50W G 起點
Z
III
50W G 起點
Z
中華大學 通訊系
15
Frequency Response of LP, BP, HP Matching Circuits
Bandpass
50W 3.19pF 12nH 3.18pF