[發明專利]完全集成低噪聲放大器

有效

• 申請號: 201610704464.X
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN107040219B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: R·保蘭
• 申請（專利權）人: 意法半導體有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F3/19;H03F3/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本發明公開了一種完全集成低噪聲放大器。提出了一種集成低噪聲放大器(2)，包括：電感輸入元件(Lin)、放大器電路(CA)、電感輸出元件(Lout)以及電感負反饋元件(Ldeg)。根據一般特征，放大器電路(CA)和所述電感輸出(Lout)和負反饋(Ldeg)元件位于所述電感輸入元件(Lin)的內部。

技術領域

本發明涉及低噪聲放大器，具體地涉及在無線電信系統中使用并且更特定地用于移動電話的低噪聲放大器。

背景技術

在用于發送/接收射頻信號的系統中，接收級包括天線，允許接收將被傳送到放大器電路的信號的接收。諸如濾波器的天線可以被插入在天線和放大器電路之間。放大器的主要目的是使信號成為適合用于解調電路的電平。

在用于無線電信基礎設施的接收機的情況下，非常需要以非常低的噪聲并且線性地放大接收信號。

低噪聲放大器(LNA)同時要求取決于所使用的標準的相對高的增益、低噪聲、良好的輸入和輸出匹配和關于操作電流的固態穩定性。

通常，低噪聲放大器配備有通常包括諸如晶體管的有源元件的放大器電路、電感負反饋元件、電感輸出元件以及此外用于匹配輸入阻抗(或電感輸入元件)的電感元件。電感輸入元件允許，對于一階，放大器的輸入阻抗的虛部被抵消，以便于具有對應于在放大器的操作頻率處連接到輸入的系統的阻抗(對于天線通常為50歐姆)的輸入阻抗。這允許能量的最佳傳輸。

為了最小化GHz數量級的頻率的噪聲，電感輸入元件有利地具有最高可能的品質因數“Q”。電感元件的表面積相對于相同電感的更緊湊電感元件的增加使得能夠提高品質因數“Q”。為此，通常，對于要求的噪聲規范，由于其大的可能尺寸而導致電感輸入元件沒有被集成在與放大器電路相同的例如硅襯底上。

因此，電感輸入元件通常位于集成放大器電路的外部，例如在印刷電路板上。這些外部電感元件，也被稱為離散元件，具有高的品質因數“Q”。

目前，特別是在長期演進(LTE)電信標準的框架內，在2.62GHz至2.69GHz的頻帶中的低噪聲放大器的規范是，例如，約13dB的增益、約1dB噪聲因數(NF)、約5dBm的三階輸入攔截點(IIP3)和約-20dB的隔離S₁₂。

隔離參數S₁₂表示施加到系統的輸出的變化在其輸入處被感覺到的方式，并且反之亦然。則，可能提及放大系統的魯棒性。IIP3參數表示放大的線性。

發明內容

根據一個實施例，提出了一種LNA設備，其具有根據LTE標準的規范并且被完全包含在集成電路中，不必需要在集成電路外的連接的電感輸入匹配元件(也稱為離散元件)。

因此，所提出的設備使得能夠例如減少總的放大器電路的尺寸，對應于通常情況下的離散元件和集成放大器電路，并且特別是還有利地使得能夠容易地在例如無線電信系統中包含和使用該設備。

所提出的放大器設備有利地通過在配備有線后端(BEOL)部分的一個和相同的半導體襯底上產生有源放大器電路和電感輸入元件來獲得，放大器電路位于電感輸入元件的線圈的內部。

因此，所提出的設備占用相對于傳統放大器電路基本上不改變的表面面積，這額外需要離散元件。

因此，根據一個方面，提出了一種有利地具有低噪聲類型的集成放大器設備，包括電感輸入元件、放大器電路、電感輸出元件和電感負反饋元件，放大電路和所述電感輸出和負反饋元件位于所述電感輸入元件內部。

因此，電感輸入元件被包括在例如硅上的集成低噪聲放大器電路中，因為硅表面面積相對于在其輸入處需要外部電感元件的普通集成放大器電路基本上是未改變的。總的放大器系統的尺寸，即包括電感輸入元件，在滿足相同規范的同時被顯著降低。