[發明專利]低噪聲放大器

在審

• 申請號: 201410410265.9
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN105375890A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 孫景業;馮光濤
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F1/26
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及信號處理領域，特別是涉及一種低噪聲放大器。

背景技術

低噪聲放大器(LNA，LowNoiseAmplifier)一般用作各類無線電接收機的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設備的放大電路。在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。由于各類無線電接收機及電子探測設備電池供電的特點，作為射頻接收機前端主要部分的低噪聲放大器設計必須將低功耗放在首位，而影響低噪聲放大器性能優劣的重要指標除了功耗外，噪聲系數、增益、阻抗匹配、線性度等也是衡量其性能優劣的重要指標。因此，設計出在低功耗的前提下，兼顧其他性能指標的低噪聲放大器具有重要意義。

NMOS和PMOS直流電流復用是目前比較常用的一種降低功耗的直觀方法，但是這種結構存在三方面的缺陷：1、NMOS和PMOS的漏端相連，需要共模反饋電路(CMFB，CommonModeFeedback)來確定直流電壓，電路結構相對復雜、繁瑣；2、信號通過多種路徑進入電路中，不可避免使用電容耦合，但是電容值過小時，低頻信號通過耦合電容時就會有嚴重的衰減，甚至不能通過，導致信號惡化，而電容值過大會增加電路的面積；3、多級電路層疊，每一級的電壓余度降低，造成線性度的惡化。

公開號為CN103095223A的專利公開了一種射頻低噪聲放大器1，如圖1所示，所述射頻低噪聲放大器1包括作為主放大器的差分共柵電路11以及為增加主放大器跨導的差分交叉耦合共柵電路12。所述射頻低噪聲放大器1采用差分共柵電路11和差分交叉耦合共柵電路12相結合的方法，由PMOS(M3及M4)和電阻(RL3及RL4)組成的差分交叉耦合共柵電路12將輸入信號放大并反饋到由NMOS(M1及M2)和電阻(RL1及RL2)組成的差分共柵電路11的NMOS管M1、M2的柵端，從而有效提升差分共柵電路11的小信號跨導，達到增大增益和減小噪聲的作用。此外，所述射頻低噪聲放大器1通過NMOS(M1及M2)和PMOS(M3及M4)源端相連，漏端分別接各自的負載阻抗解決了共模反饋電路的問題；同時，輸入信號通過NMOS和PMOS的源端相連處進入到電路中，耦合電容的影響也非常小。但是所述射頻低噪聲放大器1的線性度很差，沒有解決線性度的問題。

因此，在低功耗的前提下，進一步優化低噪聲放大器的性能：簡化電路結構(不需要復雜的共模反饋電路來確定直流電壓)、減小耦合電容對于信號的影響、提高線性度，已成為本領域的技術人員亟待解決的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種低噪聲放大器，用于解決現有技術中直流電流復用結構的低噪聲放大器電路結構復雜、耦合電容影響信號、線性度低等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種低噪聲放大器，所述低噪聲放大器至少包括：第一放大管、第二放大管、第三放大管、第四放大管、第一電流源、第二電流源、第三電流源、第四電流源、第一電阻、第二電阻以及多個電容；

所述第一放大管的柵端通過第一電容連接至輸入信號的正端，源端通過第二電容連接至輸入信號的負端；所述第二放大管的柵端通過第三電容連接至所述輸入信號的負端，源端通過第四電容連接至所述輸入信號的正端；所述第三放大管的柵端通過第五電容連接至所述輸入信號的正端，源端通過第六電容連接至所述輸入信號的負端；所述第四放大管的柵端通過第七電容連接至所述輸入信號的負端，源端通過第八電容連接至所述輸入信號的正端；所述第一放大管的漏端與所述第三放大管的漏端相連，并作為輸出信號的正端；所述第二放大管的漏端與所述第四放大管的漏端相連，并作為輸出信號的負端；所述第一放大管、所述第二放大管、所述第三放大管及所述第四放大管形成交叉耦合結構的放大電路，用于放大輸入信號；

所述第一電流源的源端連接于電源，漏端連接于所述第一放大管的源端；所述第二電流源的源端連接于電源，漏端連接于所述第二放大管的源端；所述第三電流源的源端連接于地，漏端連接于所述第三放大管的源端；所述第四電流源的源端連接于地，漏端連接于所述第四放大管的源端；所述第一電流源、所述第二電流源、所述第三電流源、所述第四電流源用于給電路提供直流偏置電流；

所述第一電阻的一端連接于所述輸出信號的正端，另一端連接于所述輸入信號的正端，所述第二電阻的一端連接于所述輸出信號的負端，另一端連接于所述輸入信號的負端，用于調節各電流源以改變所述直流偏置電流的大小。

優選地，所述第一放大管、所述第二放大管、所述第一電流源以及所述第二電流源為P型晶體管。