[发明专利]差分式低噪声并行多频放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种差分式低噪声并行多频放大器，特别涉及一种基于LC串并联网络的采用负电容补偿技术的低声声并行多频放大器。

背景技术

差分式低噪声并行多频放大器位于无线接收设备的前端，是无线接收设备的主要接收模块。其中，放大器的增益指示了放大器的放大能力，放大器的噪声系数反映了放大器的质量，但是这两个参数在设计中往往不能同时达到最佳，需要设计者很好的权衡这两个性能指标。

差分式低噪声并行多频放大器除了应该具有较低的噪声系数和足够高的增益外，其自身的噪声系数应当较小，而且多频放大器要在多个频段范围内都能保持良好的性能参数，还要保证放大器的稳定性。此外，还应控制多频放大器的电路尺寸，尽量在不增加额外功耗的基础上实现多频放大功能。

如果要接收多频段的信号，目前的方式主要有如下两种：第一是采用多套独立的宽带放大器以匹配不同的频段，特点在于，此类电路设计简单，易于实现，但是，由于采用了多套独立的宽带放大器，会造成电路尺寸的成倍增加，不利于电路的集成，同时也增加了功耗，造成不必要的浪费，所以，此类电路只在少数场合使用。第二是宽带放大器，即拓宽整个接收网络的工作频率，但是，此类方法必定会影响电路的增益，引入额外的噪声，所以设计优秀的宽带放大器的难度较大。

MOS 管的栅漏寄生电容 C_gd 由于很小，在以往的电路设计中为了成本往往是忽略不计的。但是随着 CMOS 工艺尺寸的不断缩小，MOS 管的栅漏寄生电容 C_gd 相对于栅源电容 C_gs 变得越来越大。MOS 管的栅漏寄生电容 C_gd 对电路的性能已经产生了不可忽视的影响，所以，在高性能的放大器设计中，如何消除MOS 管的栅漏寄生电容 C_gd 的影响，越来越受到设计者的重视。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，涉及一种差分式低噪声并行多频放大器，可应用于手机，导航，无限通信等接收机。其包含一多频段低噪声放大器（LNA）输入匹配网络，一差动放大结构，一电容交叉耦合结构和一多频段LNA输出匹配网络，其主结构是差分放大结构，实现电路的放大功能；多频段LNA输入输出匹配网络保证电路能够在双中心频段内具有良好的电路匹配；电容交叉耦合结构用于拓宽放大器的工作频带，使电路实现以双频为中心的多频段放大功能，并能有效抑制共源管的栅漏寄生电容。本发明适用于工作在以两频率为中心的多频接收设备的输入端。

优选，本发明的一种差分式低噪声并行多频放大器，其包括一差分放大结构、一多频段低噪声放大器输入输出匹配网络和一电容交叉耦合结构，所述多频段低噪声放大器输入输出匹配网络的输入匹配网络、输出匹配网络分别连接所述差分放大结构的输入端和输出端，所述电容交叉耦合结构与所述差分放大结构相连接；所述差分放大结构包括两组共源共栅放大结构，第一MOS管M1和第二MOS管M2组成一组共源共栅放大结构，第三MOS管M3和第四MOS管M4组成另一组共源共栅放大结构，所述第一MOS管M1的漏极和第二MOS管M2的源极连接，所述第三MOS管M3的漏极和第四MOS管M4的源极连接，所述第二MOS管M2的栅极和第四MOS管M4的栅极分别串接第三电阻R3、第四电阻R4后都连接地，所述第一MOS管M1的栅极和第三MOS管M3的栅极为所述差分放大结构的输入端，所述第二MOS管M2的漏极和第四MOS管M4的漏极为所述差分放大结构的输出端，所述第一MOS管M1的源极和第三MOS管M3的源极都接地；所述多频段低噪声放大器输入匹配网络包括第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第七电感L7、第八电感L8、第九电感L9和第十电感L10，所述第七电容C7和第九电感L9并联后与第九电容C9、第七电感L7串接在第一MOS管M1的栅极上，所述第八电容C8和第十电感L10并联后与第十电容C10、第八电感L8串接在第一MOS管M1的栅极上。

其中优选，所述第一MOS管M1和第三MOS管M3具有相同的沟道长度和宽度，为第一级放大结构，第二MOS管M2和第四MOS管M4具有相同的沟道长度和宽度，为二级放大结构。

优选，所述第一MOS管M1的源极与栅极之间并入第五电容C5，第三MOS管M3的源极与栅极之间并入第六电容C6。

优选，第二MOS管M2的栅极与电源之间串接第三电阻R3，第四MOS管M4的栅极与电源之间串接第四电阻R4。