[發明專利]一種帶有直通選擇結構的GaAs自偏置低噪聲放大器

有效

• 申請號: 202110861327.8
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113572437B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張鐵笛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03F3/193
• 分類號: H03F3/193;H03F3/45
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開一種帶有直通選擇結構的GaAs自偏置低噪聲放大器，應用于電子通信技術領域，針對現有放大器電路輸入信號在幅度較大的時候會出現壓縮情況，從而引入非線性效應，影響信號完整性的問題，本發明對傳統的低噪聲放大器進行了改良，使得放大器可以在放大器與直通之間進行選擇，同時在選擇直通的時候放大器利用電源管理結構斷電以確保低功耗及電路穩定。電路采用自偏置結構并由單電壓控制放大/直通的選擇，這種方案解決了射頻前端系統中放大器與直通的可重構的難題，同時減少了電路的供電口，提升了集成度，并通過選擇級間匹配的方式實現了正斜率增益，使得電路更加適合大多數對增益平坦度要求較高的系統應用。

技術領域

本發明屬于電子通信技術領域，特別涉及一種GaAs自偏置低噪聲放大器電路。

背景技術

低噪聲放大器(LNA)是射頻前端不可或缺的電路元件。在接收系統中，其主要影響著接收機的噪聲系數并直接影響整體的靈敏度。隨著近幾年來工藝的不斷提升，系統集成度的提高，使得電路的多功能化的要求愈發嚴格。

在多功能收發系統中，低噪聲放大器位于接受機的第一級，用于提升增益并減小額外的噪聲引入，這就往往需要放大器具有較大的增益和較小的噪聲系數。但是當放大器的增益過大而輸出飽和功率不變的條件下，則輸入的飽和功率則必然很低，所以這就意味著輸入信號在幅度較大的時候會出現壓縮情況，從而引入非線性效應，影響信號完整性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種帶有直通選擇結構的GaAs自偏置低噪聲放大器，提供采用一種具有直通選擇的結構，當輸入信號功率較小時電路可以通過低噪聲放大器進行放大，當功率較大時則可以選擇通過直通通路進行低衰減傳輸。

本發明采用的技術方案為：一種帶有直通選擇結構的GaAs自偏置低噪聲放大器，包括：帶有開關切換功能的兩級低噪聲放大器、帶有開關切換功能的直通通路、V_control與V_DD；帶有開關切換功能的兩級低噪聲放大器與帶有開關切換功能的直通通路各自的輸入端分別與整體電路的輸入端相連，帶有開關切換功能的兩級低噪聲放大器與帶有開關切換功能的直通通路各自的輸出端分別與整體電路的輸出端相連，V_control與V_DD用于給帶有開關切換功能的兩級低噪聲放大器與帶有開關切換功能的直通通路供電；

當V_control＝0V時，帶有開關切換功能的兩級低噪聲放大器截止，帶有開關切換功能的直通通路啟動，當V_control＝V_DD時，帶有開關切換功能的兩級低噪聲放大器啟動，帶有開關切換功能的直通通路截止。

所述帶有開關切換功能的兩級低噪聲放大器包括依次串聯的：輸入開關網絡、輸入匹配網絡、第一級放大器、級間匹配網絡、第二級放大器、輸出匹配網絡以及輸出開關網絡。

所述第一級放大器、第二級放大器結構相同，均包括：RC反饋網絡、放大單元、電流鏡電路、旁路濾波單元、電源控制單元；

所述第一級放大器的放大單元為晶體管M₁，第一級放大器的RC反饋網絡包括串聯的電阻R₁與電容C₅，第一級放大器的RC反饋網絡的兩端分別與晶體管M₁的漏極和柵極相連；第一級放大器的電流鏡電路用于為晶體管M₁提供直流偏置電壓，電流鏡電路一端與晶體管M₁柵極相連，另一端串聯旁路濾波單元后與電源控制單元相連，所述電源控制單元包括：晶體管M₇、電感L₃，晶體管M₇的源極通過電感L₃接晶體管M₁的漏極，晶體管M₇的漏極接電源V_DD，晶體管M₇的柵極連接至V_control；