[發明專利]基于噪聲抵消結構的低噪聲放大器

有效

• 申請號: 201310747466.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103684275A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 康凱;易凱;余益明
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊軍

技術領域

本發明涉及一種低噪聲放大器，具體地說，是涉及一種基于噪聲抵消結構的低噪聲放大器。

背景技術

低噪聲放大器作為無線接收機的第一級，對整個無線接收系統的性能具有絕對性的影響。傳統的毫米波低噪聲放大器都是采用簡單的共源、共柵以及cascode等結構，雖然該種結構具有較好的增益和輸入，但噪聲系數較高，不能較好的滿足系統要求。因此發明創造一種合理的毫米波噪聲抵消低噪聲放大器結構為實際所需。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于噪聲抵消結構的低噪聲放大器，主要解決現有技術中存在的低噪聲放大器的噪聲系數較高，不能較高的滿足系統要求的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于噪聲抵消結構的低噪聲放大器，包括場效應管M1，連接于場效應管M1源極的變壓器耦合正反饋電路U1，連接于場效應管M1漏極的變壓器耦合正反饋電路U2，柵極連接于場效應管M1的源極和變壓器耦合正反饋電路U1之間的場效應管M3，源極與場效應管M3的源極相連、柵極連接于場效應管M1的漏極和變壓器耦合正反饋電路U2之間的場效應管M2，柵極連接于場效應管M3和場效應管M2的源極之間的場效應管M4。

進一步地，所述場效應管M2的漏極與地之間連接有變壓器耦合負反饋電路U4。

更進一步地，所述場效應管M3的源極和變壓器耦合正反饋電路U1連接場效應管M1源極一端相對的另一端之間連接有變壓器耦合負反饋電路U3。

具體地說，所述場效應管M4的漏極接地、源極連接有變壓器耦合負反饋電路U5，所述變壓器耦合負反饋電路U5一端與場效應管M4的源極相連、另一端與變壓器耦合正反饋電路U1連接場效應管M1源極一端相對的另一端相連。

為了提高應用的可靠性，所述場效應管M1的源極與場效應管M3的柵極之間、場效應管M1的漏極與場效應管M2的柵極之間、場效應管M2的源極與場效應管M4的柵極之間均連接有耦合電容。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）本發明提供的噪聲抵消低噪聲放大器方案在維持增益、匹配等參數合理的情況下，首次在毫米波頻段利用噪聲抵消技術，有效改善了低噪聲放大器的噪聲系數，且結構設計巧妙，所使用元器件較少，成型后體積小巧，符合實際需求。

（2）本發明通過對放大器電路的巧妙設計，將輸入信號分兩路，第一路由共柵結構放大，并在源極和漏級用變壓器耦合正反饋實現共源級噪聲減弱；第二路采用變壓器反饋式的共源結構進行放大，由于兩路信號的噪聲電流方向相反，因此可以在連接處形成噪聲抵消，實現增益的疊加，如此設計使得本發明能夠在毫米波頻段結合正負電壓反饋實現噪聲抵消，從而降低低噪聲放大器，乃至整個接收機的噪聲系數，降噪效果十分良好。

（3）本發明中，共源結構的輸入信號在漏極和源極采用變壓器耦合負反饋，變壓器耦合負反饋結構的設計能夠有效消除密勒電容的影響，使輸入匹配不受后級電路的影響，同時對信號進行放大，有效確保了本放大器的工作性能。

附圖說明

圖1為本發明的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

為了解決毫米波頻段低噪聲放大器噪聲系數太大的問題，本發明公開了一種能在毫米波頻段實現噪聲抵消，降低放大器噪聲系數的基于噪聲抵消結構的低噪聲放大器，其通過對多個場效應管及變壓器耦合正、負反饋電路的巧妙設計，實現對噪聲的抵消，它們主要構成以下部分：

輸入匹配級，利用共柵結構變壓器的原線圈、共柵極MOS管（場效應管）和共源結構變壓器的原線圈、共源極MOS管實現輸入匹配；

輸入信號的第一路，用共柵結構進行放大，并在漏極和源極采用變壓器耦合正反饋實現共源結構噪聲減弱；

輸入信號的第二路，輸入信號在漏極和源極采用變壓器耦合負反饋來消除密勒電容的影響，使輸入匹配不受后級電路的影響，同時對信號進行放大；

第一路的輸出通過一個共柵結構連接至第二路的漏級，由于兩路信號的噪聲電流方向相反，在連接處形成噪聲抵消，因而可以實現增益的疊加和噪聲的抵消；

合并后的信號經過一個共源結構的MOS管實現輸出匹配。