[發(fā)明專利]一種電流復(fù)用噪聲抵消低噪聲放大器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210451750.1
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102969984A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳建輝;楊仲盼;李紅;陳超;白春風(fēng);劉智林;尹海峰;徐哲
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種放大器，具體來說，涉及一種電流復(fù)用噪聲抵消低噪聲放大器。

背景技術(shù)

在射頻信號接收鏈路中，低噪聲放大器是接收機的第一級有源電路，它本身具有很低的噪聲系數(shù)并提供足夠的增益。從整個接收鏈路考慮，低噪聲放大器應(yīng)具有較高的增益以抑制后級射頻電路以及中頻電路的噪聲對整個接收鏈路噪聲系數(shù)的影響。此外，低噪聲放大器本身應(yīng)具有較低的噪聲系數(shù)以減輕混頻器的設(shè)計壓力。隨著多載波技術(shù)和復(fù)雜調(diào)制技術(shù)越來越多地應(yīng)用到無線通訊中，對接收機各項性能參數(shù)的要求也逐漸提高。由于MOS管（對應(yīng)中文為：金屬氧化物晶體管）截止頻率的限制，很難對射頻電路采用諸如運放反饋、跨導(dǎo)自舉等改善性能的技術(shù)。這使得射頻電路不能像中頻電路那樣可以靈活應(yīng)用各種模擬電路設(shè)計方法進行優(yōu)化及折中。低噪聲放大器位于射頻前端電路的第一級，根據(jù)系統(tǒng)的級聯(lián)噪聲系數(shù)的公式，低噪聲放大器對整個射頻電路的噪聲系數(shù)的影響起到?jīng)Q定性的作用。綜上所述，降低低噪聲放大器的噪聲系數(shù)是設(shè)計者不斷追求的目標(biāo)。

傳統(tǒng)的低噪聲放大器的結(jié)構(gòu)大致可以分為共源級的低噪聲放大器和共柵級的低噪聲放大器。對于共源級低噪聲放大器，信號從柵極輸入。為了實現(xiàn)阻抗匹配，達到信號最優(yōu)傳輸?shù)哪康模话阍谠礃O接入一個源極退化電感，從柵極看進去的阻抗具有實數(shù)部分。對于共柵級放大器，信號從源極輸入，源極看進去的等效阻抗如果與天線的內(nèi)阻相等，即可實現(xiàn)阻抗匹配。然而，這兩種傳統(tǒng)的放大器都具有相對較高的噪聲系數(shù)，現(xiàn)有的低噪聲放大器致力于在輸出端抵消一個或多個器件的噪聲，達到噪聲抵消的目的，在相同的增益下獲得更低的噪聲系數(shù)。

噪聲抵消結(jié)構(gòu)的低噪聲放大器有很多種，一般的思路是使信號通過兩個支路進行放大，在輸出端得到差分或者單端的輸出信號。對于同一個器件產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過兩個支路后仍然是相干的噪聲電壓信號。采用適當(dāng)?shù)碾娐房刂圃鲆婕跋辔徊睿诜糯笊漕l信號的同時，抵消相應(yīng)器件產(chǎn)生的噪聲，這樣就可以通過差分或單端抵消的方法達到噪聲抵消的目的。也可以通過另一種方式理解，信號通過兩個支路放大，與此同時，只有一個支路中器件的噪聲或者附加另一個支路中的部分器件的噪聲在輸出端產(chǎn)生影響。這樣的話，輸出端的噪聲電壓保持在相同增益的單支路放大器的數(shù)值，而信號的增益比單支路放大器的增益高了6dB（放大一倍）。這樣就達到了相對較低的噪聲系數(shù)。

根據(jù)噪聲系數(shù)的公式，提高低噪聲放大器的增益對噪聲系數(shù)的優(yōu)化起到重要的作用。而高增益的一般是以直流電流或者功耗作為代價的，因此，這一折中導(dǎo)致兩支路直流偏置電流的增加。在電阻負載的結(jié)構(gòu)中，大偏置電流產(chǎn)生的壓降附加在負載電阻上，因此是被浪費掉的。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種電流復(fù)用噪聲抵消低噪聲放大器，該低噪聲放大器具有噪聲抵消的功能，同時對共柵級放大器和共源級放大器的靜態(tài)偏置電流進行復(fù)用，具有低噪聲系數(shù)和低功耗的功能。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一種電流復(fù)用噪聲抵消低噪聲放大器，該放大器包含共源級放大器、共柵級放大器、信號隔離和電流復(fù)用網(wǎng)絡(luò)、以及片外接收網(wǎng)絡(luò)；其中，共源級放大器包括第一N型金屬氧化物晶體管、第一電阻、第三電阻、第一電容和第六電容；共柵級放大器包括第二N型金屬氧化物晶體管、第二電阻、第二電容和第五電容；信號隔離和電流復(fù)用網(wǎng)絡(luò)包括由第一電感和第三電容構(gòu)成的第一諧振網(wǎng)絡(luò)，以及由第二電感和第四電容構(gòu)成的第二諧振網(wǎng)絡(luò)；片外接收網(wǎng)絡(luò)包括第三電感、模擬天線的信號源和天線內(nèi)阻；