全差分低噪聲放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別是涉及一種全差分低噪聲放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，是現(xiàn)有帶源極簡(jiǎn)并電感全差分低噪聲放大器結(jié)構(gòu)圖；NM0S管101和102為一對(duì)差分共源輸入管，PMOS管103和104為對(duì)共柵管，NMOS管101和PMOS管103組成一路共源共柵CMOS放大器，NMOS管102和PMOS管104組成另一路共源共柵CMOS放大器，兩路共源共柵CMOS放大器組成差分共源共柵CMOS放大器。
[0003]NMOS管101和102的源極分別連接一個(gè)反饋電感Ls，兩個(gè)反饋電感Ls連接電流源Ibias，反饋電感Ls和NMOS管101和102的柵源電容之間形成輸入諧振網(wǎng)絡(luò)，并得到一個(gè)實(shí)阻抗以實(shí)現(xiàn)輸入阻抗的匹配。
[0004]差分輸入信號(hào)Vin分別通過50ohm (歐姆)的信號(hào)源電阻、隔直電容Cb和電感Lg輸入到NMOS管101和102的柵極。電感Lg為輸入調(diào)諧提供進(jìn)一步的調(diào)整電感。
[0005]PMOS管103和104的柵極直接通過電源電壓VDD偏置，實(shí)現(xiàn)共柵極結(jié)構(gòu)；PM0S管103和104的源極和電源電壓VDD之間連接扼流電感Ld，PM0S管103和104的源極輸出一對(duì)差分輸出信號(hào)VOUT。
[0006]鏡像抑制接收器中的鏡像抑制混頻器要求產(chǎn)生正交相位信號(hào)的低噪聲放大器，如圖1所示的現(xiàn)有帶源極簡(jiǎn)并電感全差分低噪聲放大器只能輸出一對(duì)差分信號(hào)Vout，無法應(yīng)用于鏡像抑制接收器中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種全差分低噪聲放大器，能實(shí)現(xiàn)全差分四相正交信號(hào)輸出，能將噪聲系數(shù)(Noise figure，NF)降低到IdB以下，能廣泛應(yīng)用于鏡像抑制接收器中。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的全差分低噪聲放大器包括:
[0009]差分共源共柵CMOS放大器，包括第一 NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS 管。
[0010]所述第一 NMOS管和所述第二 NMOS管為一對(duì)差分共源輸入管，所述第一 NMOS管和所述第二 NMOS管的柵極連接一對(duì)差分射頻輸入信號(hào)；所述第一 NMOS管和所述第二 NMOS管的源極分別連接第一電感的兩端，所述第一電感的電感值中點(diǎn)通過第一電阻接地。
[0011]所述第三NMOS管和所述第四NMOS管為一對(duì)共柵管，所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的柵極都接相同的第一偏置電壓，所述第三NMOS管的源極連接所述第一 NMOS管的漏極，所述第四NMOS管的源極連接所述第二 NMOS管的漏極；所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的漏極連接輸出負(fù)載網(wǎng)絡(luò)；所述第三NMOS管的漏極輸出正相射頻放大信號(hào)，所述第四NMOS管的漏極輸出反相射頻放大信號(hào)，所述正相射頻放大信號(hào)和所述反相射頻放大信號(hào)組成一對(duì)差分射頻放大信號(hào)，所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的漏極還連接到四相全差分RC正交信號(hào)產(chǎn)生電路，所述四相全差分RC正交信號(hào)產(chǎn)生電路將一對(duì)所述差分射頻放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為四相正交輸出信號(hào)。
[0012]所述四相全差分RC正交信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一電容組、第二電容組、第三電容組、第四電容組、第五電容組、第六電容組、第二電阻和第三電阻。
[0013]所述第一電容組的第一端連接所述正相射頻放大信號(hào)，所述第一電容組的第二端輸出第一相輸出信號(hào)。
[0014]所述第二電容組的第一端連接所述反相射頻放大信號(hào)，所述第二電容組的第二端輸出第二相輸出信號(hào)；
[0015]所述第三電容組的第一端連接所述正相射頻放大信號(hào)，所述第三電容組的第二端輸出第三相輸出信號(hào)。
[0016]所述第四電容組的第一端連接所述反相射頻放大信號(hào)，所述第四電容組的第二端輸出第四相輸出信號(hào)。
[0017]所述第五電容組連接在所述第一電容組的第二端和所述第二電容組的第二端之間。
[0018]所述第六電容組連接在所述第三電容組的第二端和所述第四電容組的第二端之間。
[0019]所述第二電阻連接在所述第一電容組的第二端和所述第三電容組的第二端之間。
[0020]所述第三電阻連接在所述第二電容組的第二端和所述第四電容組的第二端之間。
[0021]進(jìn)一步的改進(jìn)是，第二偏置電壓通過第一電阻組連接到所述第一 NMOS管的柵極，所述第二偏置電壓通過第二電阻組連接到所述第二 NMOS管的柵極，所述第二偏置電壓和所述第二電阻組的連接端通過第一電容接地。
[0022]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述輸出負(fù)載網(wǎng)絡(luò)包括第二電感和第四電阻，所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的漏極分別連接在所述第二電感的兩端，所述第二電感的電感值中點(diǎn)通過所述第四電阻接電源電壓。
[0023]進(jìn)一步的改進(jìn)是，全差分低噪聲放大器還包括:
[0024]與所述第三NMOS管并聯(lián)連接的第五NMOS管和第六NMOS管，與所述第四NMOS管并聯(lián)連接的第七NMOS管和第八NMOS管。
[0025]所述第五NMOS管和所述第六NMOS管的源極都連接所述第三NMOS管的源極，所述第七NMOS管和所述第八NMOS管的源極都連接所述第四NMOS管的源極；
[0026]所述第五NMOS管、所述第六NMOS管、所述第七NMOS管和所述第八NMOS管的柵極都接第三偏置電壓。
[0027]所述第五NMOS管的漏極通過第五電阻連接所述第三NMOS管的漏極，所述第八NMOS管的漏極通過第六電阻連接所述第四NMOS管的漏極。
[0028]所述第六NMOS管和所述第七NMOS管的漏極通過第七電阻連接到所述電源電壓。
[0029]本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)全差分四相正交信號(hào)輸出，能將噪聲系數(shù)降低到IdB以下，能廣泛應(yīng)用于鏡像抑制接收器中。
【附圖說明】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0031]圖1是現(xiàn)有帶源極簡(jiǎn)并電感全差分低噪聲放大器結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖2是本發(fā)明實(shí)施例全差分低噪聲放大器結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖3是本發(fā)明實(shí)施例電路的散射(S)參數(shù)仿真；
[0034]圖4是本發(fā)明實(shí)施例電路的噪聲系數(shù)仿真。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例全差分低噪聲放大器結(jié)構(gòu)圖；本發(fā)明實(shí)施例全差分低噪聲放大器包括:
[0036]差分共源共柵CMOS放大器，包括第一 NMOS管麗1、第二 NMOS管麗2、第三NMOS管MN3和第四NMOS管MN4。
[0037]所述第一 NMOS管MNl和所述第二 NMOS管MN2為一對(duì)差分共源輸入管，所述第一NMOS管麗I和所述第二 NMOS管麗2的柵極連接一對(duì)差分射頻輸入信號(hào)RFinp和RFinn ;所述第一 NMOS管MNl和所述第二 NMOS管MN2的源極分別連接第一電感LI的兩端，所述第一電感LI的電感值中點(diǎn)通過第一電阻Rl接地VSS，圖2中所述第一電阻Rl由兩個(gè)電阻并聯(lián)??? 。
[0038]所述第三NMOS管ΜΝ3和所述第四NMOS管ΜΝ4為一對(duì)共柵管，所述第三NMOS管麗3和所述第四NMOS管ΜΝ4的柵極都接相同的第一偏置電壓gat印ass，所述第三NMOS管麗3和所述第四NMOS管MN4的柵極還通過電容C2接地VSS。
[0039]所述第三NMOS管MN3的源極連接所述第一 NMOS管MNl的漏極，所述第四NMOS管MN4的源極連接所述第二 NMOS管MN2的漏極；所述第三NMOS管MN3和所述第四NMOS管MN4的漏極連接輸出負(fù)載網(wǎng)絡(luò)；所述第三NMOS管MN3的漏極輸出正相射頻放大信號(hào)，所述第四NMOS管MN4的漏極輸出反相射頻放大信號(hào),所述正相射頻放大信號(hào)和所述反相射頻放大信號(hào)組成一對(duì)差分射頻放大信號(hào)，所述第三NMOS管MN3和所述第四NMOS管MN4的漏極還連接到四相全差分RC正交信號(hào)產(chǎn)生電路，所述四相全差分RC正交信號(hào)產(chǎn)生電路將一對(duì)所述差分射頻放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為四相正交輸出信號(hào)1utp、1utn, Qoutp和Qoutn。
[0040]所述四相全差分RC正交信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一電容組1、第二電容組2、第三電容組3、第四電容組4、第五電容組5、第六電容組6、第二電阻R2和第三電阻R3。本發(fā)明實(shí)施例中所述第一電容組1、所述第二電容組2、所述第三電容組3、所述第四電容組4、所述第五電容組5和所述第六電容組6都分別由5個(gè)電容并聯(lián)而成。
[0041]所述第一電容組I的第一端連接所述正相射頻放大信號(hào)，所述第一電容組I的第二端輸出第一相輸出信號(hào)1utp。
[0042]所述第二電容組2的第一端連接所述反相射頻放大信號(hào)，所述第二電容組2的第二端輸出第二相輸出信號(hào)1utn。
[0043]所述第三電容組3的第一端連接所述正相射頻放大信號(hào)，所述第三電容組3的第二端輸出第三相輸出信號(hào)Qoutp。
[0044]所