[发明专利]射频低噪声放大器

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信接收机系统，特别涉及用于无线接收机前端的射频低噪声放大器。

背景技术

近年来，随着射频集成电路技术的发展迅速，日常生活中使用到了许多无线通信产品，例如900MHz GSM移动电话、1.9GHz PCS个人通信系统以及2.4GHz蓝牙通信产品等。射频低噪声放大器(LNA，RF Low Noise Amplifier)是这些产品中无线接收机模块前端的重要部分。它的作用是将通过天线接收到的微弱信号进行放大，以便接收机的后续模块进行处理。由于低噪声放大器是除了天线以外整个接收机，同时也是整个系统中最先处理无线信号的模块，其性能对于整个接收机，甚至整个系统有着举足轻重的影响。因此，提高低噪声放大器的各项指标是十分必要的。描述低噪声放大器性能的主要参数有：正向放大倍数、输入端匹配度、输出端匹配度、反向隔离度、功耗、线性度和噪声系数。由于这些参数相互关联、相互制约，因此采用何种折衷方案来提高低噪声放大器的整体性能成了设计的主要难点。在例如申请号为02811481.7的中国专利申请中，就提供了一种低噪声放大器，从中还能够发现更多与射频低噪声放大器相关的信息。

根据对国内外研究的调研，共源共栅结构的低噪声放大器是一种被广泛采用的低噪声放大器的电路结构。如图1所示，为一种共源共栅结构的低噪声放大器，采用差分输入差分输出的结构。差分射频输入信号(射频输入1和射频输入2)通过电感14和电感15分别输入到MOS管16和MOS管17的栅极，而MOS管16和MOS管17的源极分别接电感22和电感23，漏极分别接MOS管18和MOS管19的源极，构成差分共源共栅结构。而MOS管18和MOS管19的栅极接偏置电压Vb2，漏极通过电感20和电感21接到VDD上，并且低噪声放大器的差分输出端也分别接于MOS管18的漏极和MOS管19的漏极。电感22和电感23的另一端均接地。在所述结构中，MOS管16、MOS管17、MOS管18及MOS管19是用于放大的有源器件。电感22和电感23分别用于产生一个实部电阻，使差分射频输入信号的两个输入端与天线阻抗匹配。电感14和电感15分别用于将低噪声放大器的输入回路的谐振频点调谐到输入射频信号的载波频率上。电感20和电感21分别用于低噪声放大器的输出回路的调谐和阻抗匹配。采用所述差分结构的放大器对共模噪声的抑制度比较好。

然而，如前所述，对低噪声放大器的设计需要考虑其整体性能。前述的反向隔离度就是指电路对于从输出端反馈至电路输入端的不良信号的抵抗能力。反向隔离度越好，输入端受输出端反馈的影响也就越小。而放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。随着输入功率的继续增加，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输入功率值定义为输入功率的1dB压缩点，用P1dB表示。而所述的线性度越好，输出功率的1dB压缩点也越大，放大器的性能也越佳。

通过对上述的低噪声放大器电路结构的分析发现，MOS管18和MOS管19分别隔离了MOS管16和MOS管17的漏-栅间的寄生电容与差分射频输出的传输路径，因而增加了低噪声放大器的反向隔离度，但是，由于任何MOS管的增加都会增加低噪声放大器的非线性因素，因而MOS管18和MOS管19的使得低噪声放大器的线性度降低。并且，MOS管18和MOS管19的存在也使得加诸于MOS管16和MOS管17两端的电压减小，使得低噪声放大器的电压裕度也减小。

发明内容

本发明提供一种射频低噪声放大器和一种射频信号接收装置，来解决现有技术射频低噪声放大器线性度和电压裕度低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种射频低噪声放大器，包括差分放大电路和偏置调节电路，所述差分放大电路包括：第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极分别通过第一隔直电容、第一电感和第二隔直电容、第二电感与差分射频输入端相连，所述第一MOS管的源极和第二MOS管的源极分别通过第三电感和第四电感接地，所述第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极分别通过第五电感和第六电感接于VDD，并且，所述第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极分别与差分射频输出端相连；所述偏置调节电路用于向差分放大电路的第一MOS管和第二MOS管提供偏置电压。

可选的，所述偏置调节电路包括：电流源、第三MOS管和第一电阻；所述第三MOS管的漏极和栅极通过电流源接于VDD，源极接地；所述第一电阻的一端与所述第三MOS管的栅极相连，另一端与所述差分放大电路的第一MOS管和第二MOS管的栅极相连。