[發明專利]一種單片高增益低噪聲放大器

無效

• 申請號: 200710092407.1
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101136613A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 王國強;劉倫才;李勇;何崢嶸;羅璞;鄧江
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/02;H03F1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及一種低噪聲放大器，特別涉及一種單片高增益低噪聲放大器，它直接應用于電子通訊、無線通信等領域。

(二)背景技術

低噪聲放大器是無線通信產品中的關鍵元器件，通常它可以用于無線基站的接收系統、雷達接收系統、衛星通信接收系統等領域。低噪聲放大器的關鍵參數有噪聲系數、交調特性、輸出功率等。低噪聲放大器的寬帶集成設計決定它是否能夠靈活地應用到產品中。目前，普遍應用的低噪聲放大器器件屬于混合電路和模塊電路，主要實現方式是通過單個晶體管和外圍匹配電路組成。它的體積比較大，工作溫度范圍比較小，只能滿足工業級要求，無法應用于軍用電子以及航天電子領域。例如，在50MHz～550MHz這個頻段內，國外M/A-COM公司有相應的產品，但只能工作在-40℃～85℃的溫度范圍內，無法滿足軍事電子和航空電子的需求；它采用單個晶體管通過外部匹配網絡實現輸入輸出匹配，一致性不好；它通過陶瓷薄膜工藝進行二次集成，散熱性能較差，封裝采用SM08，體積比較大，且成本較高。

目前單片低噪聲放大器的典型結構主要有：達林頓結構和兩級放大結構。兩級放大電路圖如圖1所示。它主要由第一級放大電路V1、第二級放大電路V2、V3和電阻反饋網絡R1、R2、R3、R4、R5構成。為了降低噪聲，它必須將第一級輸入晶體管V1的面積增大和電阻R1的阻值增大，但將晶體管V1和電阻R1的面積增大，必然會導致工作帶寬變窄，輸入阻抗匹配困難。圖2為這種結構的電路仿真圖。

(三)發明內容

本發明所要解決的技術問題在于發明一種單片高增益低噪聲放大器，以克服混合低噪聲放大器電路中溫度范圍窄、一致性差、體積大和單片低噪聲放大器中噪聲系數與帶寬、輸入匹配間矛盾、工作帶寬窄，輸入阻抗匹配困難的缺點，在保證低的噪聲的同時，提高單片低噪聲放大器的工作頻率和輸入駐波，使其達到體積小、溫度范圍寬、一致性好的目的。

本發明解決上述技術問題所采取的技術方案在于本發明的單片高增益低噪聲放大器含有：

第一級放大電路，對來自輸入端IN的信號進行第一級處理和放大，包括：

一個雙極晶體管V1，V1管的基極與輸入端IN耦合連接，V1管的發射極接地；

第二級放大電路，將從所述第一級放大電路輸出的信號進行第二級處理和放大，包括：

兩個雙極晶體管V2和V3，V2管的基極與所述第一級放大電路V1管的集電極連接，V2管的發射極與V3管的基極連接，V2管的集電極與V3管的集電極相連，并與電源V_dd及輸出OUT連接；

一個電阻反饋網絡，實現噪聲匹配和阻抗匹配，包括：

電阻R1、R2、R3、R4，R5，電阻R1一端連接所述第一級放大電路V1管的基極，其另一端經電阻R2與所述第二級放大電路V2管的發射極連接，經電阻R3與V3管的發射極連接，電阻R4一端與V3管的發射極連接，其另一端接地，電阻R5一端與V1管的集電極連接，其另一端與V2管的集電極連接；

一個輸入匹配網絡，實現輸入阻抗匹配，包括：

電容C3和電阻R7，電容C3一端與所述第一級放大電路V1管的集電極連接，其另一端經電阻R7接地；

一個輸出匹配網絡，實現輸出阻抗匹配，包括：

電容C4、C5和電阻R8、R9，電容C4一端與所述第二級放大電路V3管的集電極連接，其另一端經電阻R8接地，電容C5一端與V3管的發射極連接，其另一端經電阻R9接地。

所述雙極晶體管V1、V2、V3均為V_ceo為6V的高壓雙極晶體管，所述電阻R1、R2、R3、R4、R5、R7、R8、R9均為具有負溫度系數的多晶硅負電阻。

有益效果：

與普通混合和單片兩級放大結構的低噪聲放大器結構對比，本發明的單片高增益低噪聲放大器具有以下優點：

1.由于本發明通過增加了一個輸入匹配網絡、一個輸出匹配網絡，實現了電阻和電容網絡的匹配。輸入匹配網絡中的電容C3和電阻R7實現了輸入阻抗匹配和提高電路的穩定性。輸出匹配網絡中的電容C4和電阻C8實現了輸出阻抗匹配和提高電路的穩定性；輸出匹配網絡中的電容C5和電阻R9有利于穩定性的提高和帶寬的拓寬。本發明的單片高增益低噪聲放大器在相同仿真情況下，輸入駐波更優秀，普通低噪聲放大器仿真輸入駐波為最大為2.03，本發明的低噪聲放大器的仿真輸入駐波為1.81；同時帶寬也更寬，普通的低噪聲放大器仿真帶寬為720MHz，本發明的低噪聲放大器的仿真工作帶寬為950MHz。