[發明專利]基于片上電感的寬帶低噪聲放大器

在審

• 申請號: 201410856705.3
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104506146A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 李琛
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明涉及集成電路領域，特別涉及一種基于片上電感的寬帶低噪聲放大器。

背景技術

低噪聲放大器是射頻收發機中的重要模塊之一，主要用于通訊系統中將接收自天線的信號放大，以便于后級的接收機電路處理。

由于來自天線的信號一般都非常微弱，低噪聲放大器一般情況下均位于非常靠近天線的部位以減小信號損耗。正是由于噪聲放大器位于整個接收機緊鄰天線的最先一級，它的特性直接影響著整個接收機接收信號的質量。為了確保天線接收的信號能夠在接收機的最后一級被正確的恢復，一個好的低噪聲放大器需要在放大信號的同時產生盡可能低的噪音以及失真。

隨著現代移動通訊的發展，低噪聲放大器要求能夠適用于各種頻率和協議的應用，因此對低噪聲放大器的電感提出了更高的要求，尤其是要求低噪聲放大器的電感可變，滿足各種頻率和協議應用的需要，從而使整個接收機成為一個寬帶的接收機。輸入端的阻抗匹配和噪聲匹配是實現高增益和低噪聲的關鍵，對輸入端的阻抗匹配和噪聲匹配影響最關鍵的是低噪聲放大器的電感。

通常來說，用于輸入匹配的低噪聲放大器電感是由無源器件所構成，但是一般固定的片上電感只能實現較窄的頻譜響應。因此，如果能夠擺脫無源器件對頻率的限制，利用片上電感來實現寬帶的頻譜響應，將可以應用于多種無線標準協議中，對整個低噪聲放大器和接收機的設計帶來很大益處。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種寬帶低噪聲放大器。

為達成上述目的，本發明提供一種基于片上電感的低噪聲放大器，其包括輸入端、輸入阻抗匹配電路、放大電路和輸出端，其中所述輸入阻抗匹配電路包含：第一電感，與所述低噪聲放大器的輸入端相連；第一NMOS晶體管，其柵極連接所述第一電感；第一電容，連接于所述第一NMOS晶體管的柵極與源極之間；以及并聯的第二電感與第二電容，其一端與所述第一NMOS晶體管的源極相連，另一端接地。

優選的，所述放大電路包括共源共柵結構的所述第一NMOS晶體管和第二NMOS晶體管；所述第二NMOS晶體管的漏極連接所述低噪聲放大器的輸出端，同時通過負載連接電源。

優選的，所述放大電路還包括并聯的第三電感和第三電容，所述并聯的第三電感和第三電容連接于所述第一NMOS晶體管和所述第二NMOS晶體管之間。

優選的，所述負載為并聯的第四電感和第四電容。

優選的，所述低噪聲放大器的工作頻率為大于等于1180MHz。

本發明低噪聲放大器通過在輸入匹配電路中增加并聯的電感電容結構，使得低噪聲放大器的輸入阻抗在工作頻率較大變化范圍內仍保持相對穩定，因此能夠擺脫無源器件對低噪聲放大器工作頻率的限制，實現寬帶的頻譜響應。本發明可以應用于多種無線標準協議中，對整個低噪聲放大器和接收機的設計帶來很大益處。

附圖說明

圖1為本發明一實施例低噪聲放大器的電路示意圖；

圖2為本發明一實施例低噪聲放大器的輸入阻抗匹配電路的等效電路示意圖；

圖3為本發明一實施例低噪聲放大器的輸入匹配參數與頻率關系的曲線圖；

圖4為本發明一實施例低噪聲放大器的噪聲系數與頻率關系的曲線圖。

具體實施方式

為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容作進一步說明。當然本發明并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護范圍內。

在本說明書中及在權利要求書中，應理解當一元件被稱為“連接”到另一元件或與另一元件“相連”時，其可直接連接，或可存在介入元件。

本發明的低噪聲放大器包括輸入端Vin、輸入阻抗匹配電路、放大電路和輸出端Vout。請參考圖1，輸入阻抗匹配電路包括第一電感Lg、第一NMOS晶體管M1、第一電容C1、和并聯結構的第二電感L2和第二電容C2。其中，第一電感Lg與低噪聲放大器的輸入端Vin相連；NMOS晶體管M1的柵極連接第一電感Lg；在NMOS晶體管M1的柵源極之間連接跨接電容C1；第二電感L2與第二電容C2的并聯結構的一端與NMOS晶體管M1的源極相連，另一端接地。