[實用新型]一種基于寄生反饋消除技術的高增益放大電路

有效

• 申請號: 201720255887.8
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206727964U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 高海軍;孫玲玲
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H03G3/30
• 分類號: H03G3/30;H03F1/02;H03F1/56;H03F3/19
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 董世博

技術領域

本實用新型涉及微電子學技術領域，更具體的說，它涉及一種基于寄生反饋消除技術的高增益放大電路。

背景技術

放大器是一種常用的射頻電路，用于對輸入射頻信號進行放大。根據不同的應用場合，放大器可分成緩沖驅動放大器、低噪聲放大器及功率放大器，不同的放大器具有相應的指標來衡量其性能，如噪聲系數、輸出最大功率及功耗等，但增益是所有放大器必須考慮的指標。特別是隨著無線通信頻率向毫米波乃至太赫茲頻段擴展，受工藝和管子特性的限制，放大器對這些頻段信號的放大作用大大降低甚至是衰減的，因此提高放大器的增益和有效工作頻率成為設計的關鍵。

圖1所示為射頻放大器最基本也是最核心的電路，由偏置電阻R₁、隔直電容C₁、輸入NMOS管M₁、負載電感L_L、負載電容C_L和負載電阻R_L構成。偏置電阻R₁為輸入管M₁提供合適的直流工作點，隔直電容C₁濾除輸入信號中的直流成份；輸入管M₁把輸入電壓信號轉換成電流信號并提供一定的增益；由電感L_L、電容C_L和電阻R_L構成的負載把電流信號轉換成輸出電壓信號；該放大器相應的小信號等效電路如圖2所示，其中gm為MOS管在一定偏置點和一定工作頻率下的跨導，Cgs為輸入管柵極和源極之間的寄生電容，Cgd為輸入管柵極和漏極之間的寄生電容。考慮Cgd反饋作用的小信號電壓增益為：Gain＝-(g_m-jωC_gd)R_L/(1+jωC_gdR_L)，在較低工作頻率下，gm較大，ω²C²_gd<<1，所以該放大器的增益近似為-g_mR_L；隨著工作頻率的提高，ω²C²_gd逐漸增大，增益逐漸降低；當工作頻率上升到毫米波/亞毫米波/太赫茲頻段，跨導gm降低，ω²C²_gd增大，增益趨向于1(即0dB)，放大器的放大作用失效。因此傳統結構的放大器電路由于寄生電容的反饋作用，放大器的增益下降并且有效工作頻率受限。

發明內容

本實用新型克服了現有技術的不足，提供了一種基于寄生反饋消除技術的高增益放大電路，該電路在傳統放大器輸入管的輸入端和輸出端跨接一個諧振電感，消除輸出端和輸入端之間寄生電容引起的反饋，從而提高放大器的增益。

本實用新型的技術方案如下：

一種基于寄生反饋消除技術的高增益放大電路，包括輸入管、偏置網絡電路、諧振網絡電路和負載諧振網絡電路，所述輸入管的柵極和漏極間設置有寄生電容，所述偏置網絡電路包括第一電容和第一電阻，所述第一電容與信號輸入端連接，所述第一電阻與偏置信號輸入端連接，所述諧振網絡電路包括第一電感、第二電容和寄生電容，所述第一電感與輸入管連接，所述負載諧振網絡電路包括第二電感、第二電阻和第三電容，所述輸入管的源極與地端相連；所述第一電容的一端連接信號輸入端，第一電容的另一端與第一電阻的一端、第一電感的一端及輸入管的柵極連接。

進一步的，所述第一電阻的另一端連接偏置信號輸入端。

進一步的，所述第一電感的另一端與第二電容的一端連接。

進一步的，所述第二電容的另一端與輸入管的漏極、第二電感的一端、第三電容的一端及第二電阻的一端連接。

進一步的，第二電感的另一端、第三電容的另一端及第二電阻的另一端與電源輸入端連接。