本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，具體而言涉及一種低噪聲放大器。

背景技術(shù)：

射頻收發(fā)機被廣泛地運用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。

低噪聲放大器是射頻接收機的第一級電路，它的功能是在產(chǎn)生盡可能低的噪聲的前提下，對射頻信號進行放大以降低后續(xù)各級模塊產(chǎn)生的噪聲對信號的影響。

通常的低噪聲放大器增大增益的方法為多級放大，一般為并聯(lián)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了具有低噪聲和高增益的低噪聲放大器。其包含兩級放大器，其中一差分放大器，一前置放大器以及一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。此專利中M1為前置放大器，由于其結(jié)構(gòu)簡單，噪聲系數(shù)相比差分結(jié)構(gòu)較小，如果設(shè)計合理的話能夠有效的減小系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。同時由于采用兩級放大，能夠提高系統(tǒng)增益。由于這種設(shè)計兩級放大的級聯(lián)方式需要兩路電流，所以功耗較高。

另外，現(xiàn)有技術(shù)還公開了一種高增益的寬帶低噪聲放大器。此專利采用有源跨導(dǎo)增強電路，設(shè)有高頻扼流單元、負載單元以及第一、第二級兩個輸入放大單元。這種設(shè)計同樣是兩級放大的級聯(lián)方式需要兩路電流，所以功耗較高。

因此，需要提供一種低噪聲放大器，以至少部分地解決上面提到的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種低噪聲放大器，在本發(fā)明中，兩級放大電路在同一支路上，相比傳統(tǒng)方法顯著減小了功耗。

本發(fā)明的實施例提供一種低噪聲放大器，其特征在于，所述低噪聲放大器包括：偏置電路；第一級放大電路，所述第一級放大電路為共源共柵極結(jié)構(gòu)；第二級放大電路，第二級放大電路通過第一電容與第一級放大串聯(lián)連接，所述偏置電路的一端與所述第二級放大電路相連接；以及匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)的一端與所述偏置網(wǎng)絡(luò)相連接，所述匹配網(wǎng)絡(luò)的另一端與所述第一放大相連接。

示例性地，所述第一級放大電路由第一二極管和第二二極管組成，其中所述第一二極管的寬長比與所述第二二極管的寬長比相同。

示例性地，在所述共源共柵極結(jié)構(gòu)中的所述第二二極管的本征增益為0dB。

示例性地，所述匹配網(wǎng)絡(luò)中的第一電感使阻抗匹配到50歐姆，并且所述匹配網(wǎng)絡(luò)中的第二電感提供了阻抗的實部。

示例性地，在所述第一級放大電路中，與第一二極管的柵極相連接的第二電容與第三電感組成并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，并且作為所述第一級放大電路的負載。

示例性地，所述第二級放大電路的一端與第三電容相連接。

示例性地，所述第一級放大電路的所述第一二極管的漏極與第一電阻相連接。

示例性地，所述第二級放大電路中的第三二極管的漏極與第二電阻相連接。

本發(fā)明提出一種應(yīng)用于射頻收發(fā)機的高增益、低噪聲放大器設(shè)計。該低噪聲放大器設(shè)計采用在傳統(tǒng)的共源共柵電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做出改進，增大了電路增益。本發(fā)明提出的設(shè)計相比傳統(tǒng)的獲得高增益的方法即多級級聯(lián)放大的方法，有著更低的功耗。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例的低噪聲放大器電路的示意圖；以及

圖2為本發(fā)明實施例的低噪聲放大器電路的增益曲線仿真示意圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說明書中使用時，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟以及詳細的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

本發(fā)明的一個實施例提供一種低噪聲放大器。該低噪聲放大器可以顯著減小功耗。

下面，參照圖1來具體描述本發(fā)明的實施例的一種低噪聲放大器。其中，圖1為本發(fā)明實施例的低噪聲放大器電路的示意圖。本發(fā)明實施例的低噪聲放大器，包括偏置電路；第一級放大電路，所述第一級放大電路為共源共柵極結(jié)構(gòu)；第二級放大電路，第二級放大電 路通過第一電容與第一級放大串聯(lián)連接，所述偏置電路的一端與所述第二級放大電路相連接；以及匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)的一端與所述偏置網(wǎng)絡(luò)相連接，所述匹配網(wǎng)絡(luò)的另一端與所述第一放大相連接。

如圖1所示，本實施例主要由兩部分組成，第一部分為阻抗R1、阻抗R2、阻抗R3、阻抗R7及二極管MN2組成的偏置電路，第二部分為主要放大電路。其中，該偏置電路，阻抗R1與電源供電電位V_DD相連接，阻抗R1、阻抗R2和阻抗R3串聯(lián)連接，并且阻抗R3與二極管MN2的柵極相連接，二極管MN2的漏極與阻抗R7相連接。從V_DD經(jīng)過阻抗R1后的電壓為V1，經(jīng)過阻抗R2后的電壓為V2。阻抗R7分別與電容C6和匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感L1相連接，其中，電容C6與輸入IN相連接。

低噪聲放大器LNA的第一級放大電路為共源共柵極結(jié)構(gòu)，由二極管MN3以及二極管MN4組成。二極管MN1和阻抗R4組成第二級共源放大電路。第一級放大的信號通過電容C3到達第二級。其中，二極管MN3的源極接入到二極管MN4的柵極，并且二極管MN4的柵極與匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感L2相連接，而L2接地。二極管MN4的漏極與匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感L1相連接。示例性地，二極管MN3的漏極分別與阻抗R6和電容C5相連接，電容C5接地。示例性地，二極管MN3的柵極與電容C3相連接，電容C3的另一端分別與二極管MN1的漏極以及電容C4相連接，而電容C4接地。

示例性地，在第二級放大電路中，阻抗R4的一端與電源供電電位V_DD相連接，而另一端與二極管MN1的柵極相連接。經(jīng)過阻抗R4的信號作為輸出OUT，并且二極管MN1的源極與電容C1相連接，電容C1接地。示例性地，二極管MN1的漏極分別與電容C3、電容C4和電阻R5相連接，其中，C3的另一端連接至二極管MN3的柵極。其中，經(jīng)過電阻R5的電壓為V1。

示例性地，所述第一級放大電路由第一二極管和第二二極管組成，其中所述第一二極管的寬長比與所述第二二極管的寬長比相同。

示例性地，在所述共源共柵極結(jié)構(gòu)中的所述第二二極管的本征增益為0dB。如圖1所示，二極管MN3的寬長比和二極管MN4相同，保證了良好的隔離度，還可以使Cascode結(jié)構(gòu)中二極管MN4的本征 增益將為0dB，降低Miller效應(yīng)對阻抗匹配性能的影響。

示例性地，所述匹配網(wǎng)絡(luò)中的第一電感使阻抗匹配到50歐姆，并且所述匹配網(wǎng)絡(luò)中的第二電感提供了阻抗的實部。其中，LNA匹配網(wǎng)絡(luò)采用電感源簡并技術(shù)來實現(xiàn)，其中電感L2提供了阻抗的實部，電感L1作用是使阻抗匹配到50歐姆。

示例性地，在所述第一級放大電路中，與第一二極管的柵極相連接的第二電容與第三電感組成并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，并且作為所述第一級放大電路的負載。其中，電容C2和電感L3組成并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，并作為第一級放大電路的負載，同時起到帶外濾波的作用，可以顯著的提高接收機的帶外線性性能。具體地，電容C2和電感L3并聯(lián)，二者并聯(lián)的一端與MN3的柵極相連接，而另一端與第二級放大中的二極管MN1的源極相連接。

示例性地，所述第二級放大電路的一端與第三電容相連接。其中，電容C1提供第二級放大的交流地。

示例性地，所述第一級放大電路的所述第一二極管的漏極與第一電阻相連接。

示例性地，所述第二級放大電路中的第三二極管的漏極與第二電阻相連接。其中，阻抗R6以及阻抗R5可以有效防止高頻情況下，交流小信號從柵極耦合到源極。

接下來，參照圖2說明本發(fā)明實施例的低噪聲放大器電路的增益曲線仿真。圖2為本發(fā)明實施例的低噪聲放大器電路的增益曲線仿真示意圖。

如圖2所示，本發(fā)明提出一種高增益的低噪聲放大器設(shè)計，用于1.5G左右頻段時候，最高可有36.295dB的增益。

本發(fā)明實施例的低噪聲放大器設(shè)計，將兩級放大結(jié)構(gòu)串聯(lián)于同一支路，有效的減小了低噪放功耗。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修 改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。