[發(fā)明專利]寬帶SiGe BiCMOS低噪聲放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110790736.3
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113746441B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁煜;郭斐;張為
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H03F1/56
• 分類號: H03F1/56;H03F1/26;H03F1/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

本發(fā)明涉及一種寬帶SiGe BiCMOS低噪聲放大器，包括第一級密勒電容寬帶匹配電路和后級共基共射放大電路，其特征在于，所述第一級密勒電容寬帶匹配電路，其輸入端接收信號輸入端的信號IN，將射頻信號放大后經(jīng)過極間電容輸出到后級共基共射放大電路；所述密勒電容寬帶匹配電路包括：第一晶體管Q1，第一電阻R1，第一電感L1，第二電感L2，第一電容C1和第二電容C2；其中，所述第一晶體管Q1的基極與第一電容C1的第一端連接；所述第一晶體管Q1的集電極分別與第一電感L1的第一端、第二電容C2的第一端連接；所述第一晶體管Q1的發(fā)射極與第二電感L2的第一端連接；所述第一電阻R1與第一電感L1的第二端連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為射頻集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬帶SiGe BiCMOS低噪聲放大器。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，寬帶無線通信因其高傳輸速率、高效頻率利用率等優(yōu)勢而在 衛(wèi)星通信等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。寬帶低噪聲放大器(Broadband Low NoiseAmplifier， LNA)作為寬帶無線通信接收前端電路的第一個有源模塊，它的噪聲系數(shù)(Noise Figure， NF)會直接影響整個接收鏈路的靈敏度。為實現(xiàn)多標準與多頻段的設(shè)計需求，傳統(tǒng)的寬帶 低噪聲放大器通過濾波器開關(guān)切換多個并聯(lián)的窄帶LNA來實現(xiàn)。但在微波與毫米波段，開 關(guān)的插入損耗隨頻率上升而增加，會嚴重惡化LNA的噪聲系數(shù)，使整個接收系統(tǒng)的靈敏度 下降。另外，多個LNA并聯(lián)電路的面積與功耗也較大。因此單個LNA支持全頻帶應(yīng)用是 目前寬帶接收器的主要發(fā)展趨勢。

主流的寬帶LNA采用共發(fā)射極(Common Emitter，CE)結(jié)構(gòu)與共基共射(cascode)結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢在于寬頻段和高穩(wěn)定性，但在寬帶增益平坦和阻抗匹配方面表現(xiàn)較差。目前提出許多帶寬拓展技術(shù)，如LC帶通濾波器匹配結(jié)構(gòu)[7-8]、電阻反饋式結(jié)構(gòu)與分布式結(jié)構(gòu)等。LC匹配網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)較寬帶寬的輸入輸出阻抗匹配，但無源匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感面積較大，增加了 芯片面積；電阻反饋式結(jié)構(gòu)可改善帶內(nèi)增益平坦度，但由于反饋電阻引入熱噪聲，增大了 LNA的輸入等效噪聲；分布式結(jié)構(gòu)可工作于超寬頻帶并具有穩(wěn)定的增益，但一般為多級級 聯(lián)結(jié)構(gòu)，芯片功耗高、面積大。因此LNA如何在超寬工作頻帶內(nèi)提供平坦的增益、較低的噪聲和寬帶匹配成為設(shè)計的難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種寬帶SiGe BiCMOS低噪聲放大器，技術(shù)方案如下：

一種寬帶SiGe BiCMOS低噪聲放大器，包括第一級密勒電容寬帶匹配電路和后級共基 共射放大電路，其特征在于，

所述第一級密勒電容寬帶匹配電路，其輸入端接收信號輸入端的信號IN，將射頻信號 放大后經(jīng)過極間電容輸出到后級共基共射放大電路；

所述后級共基共射電路，其輸入端連接密勒電容寬帶匹配電路的輸出并將信號進行第二 級共基共射放大電路、第三級共基共射放大電路進行兩級放大后，輸出至信號輸出端OUT；

所述密勒電容寬帶匹配電路包括：第一晶體管Q1，第一電阻R1，第一電感L1，第二電感L2，第一電容C1和第二電容C2；

其中，所述第一晶體管Q1的基極與第一電容C1的第一端連接；所述第一晶體管Q1的集電極分別與第一電感L1的第一端、第二電容C2的第一端連接；所述第一晶體管Q1 的發(fā)射極與第二電感L2的第一端連接；所述第一電阻R1與第一電感L1的第二端連接。

所述第二級共基共射放大電路包括：第二晶體管Q2，第四晶體管Q4，第三電感L3，第四電感L4，第三電容C3，第五電容C5；

其中所述第二晶體管Q2的基極與第二電容C2的第二端連接；所述第二晶體管Q2的集電極與第四晶體管Q4的發(fā)射極連接；所述第二晶體管Q2的發(fā)射極與第四電感L4的第 一端連接；所述第四晶體管Q4的集電極分別與第三電感L3的第一端、第三電容C3的第一 端連接；所述第四晶體管Q4的基極與第五電容C5的第一端連接。