[发明专利]单芯片低噪声放大器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计、制造技术领域，特别涉及一种广泛用于W波段各类雷达组件及毫米波通信系统的单芯片低噪声放大器。

背景技术

低噪声放大器是卫星通信、雷达通信等领域中高灵敏度接收机的关键部件，通过低噪声放大器，从而提高接收机的灵敏度。

单片微波集成电路（MMIC）因其电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点，成为设计制造毫米波低噪声放大集成电路的最佳选择之一。采用MMIC工艺技术的W波段低噪声放大器在无线通信、雷达及毫米波成像等军民用途中有着广泛的应用。低噪声放大器设计中的一个重点和难点是电路的稳定性问题，因为在较低频段内有很高的增益及噪声，所以很容易引发低频振荡，使整个电路不能稳定工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种利用MMIC工艺制造的工作在W波段的单芯片低噪声放大器。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

单芯片低噪声放大器，其在单芯片上集成有输入匹配电路，输入匹配电路的输入端连接外部信号输入源，其输出端顺次级联四级晶体管放大器、输出匹配电路后向外输出，所述四级晶体管放大器包括第一级晶体管放大器、第二级晶体管放大器、第三级晶体管放大器、第四级晶体管放大器，各级晶体管放大器通过中间级匹配电路依次级联，各级晶体管放大器分别包括三极管、三级滤波电路，所述三极管的集电极和基极通过三级滤波电路与供电端连接，所述第一级晶体管放大器发射极到地串联有电感，其余各级晶体管放大器中的发射极直接接地。

上述单芯片低噪声放大器中，所述单芯片低噪声放大器采用MMIC工艺制造。由于MMIC的衬底材料的电子迁移率较高、禁带宽度宽、工作温度范围大、微波传输性能好，所以MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。

上述单芯片低噪声放大器中，所述四级晶体管放大器包括的第一级晶体管放大器、第二级晶体管放大器、第三级晶体管放大器、第四级晶体管放大器均为小尺寸晶体管，兼具低功耗和低噪声的特点。

上述单芯片低噪声放大器中，所述四级晶体管放大器为四级pHEMT晶体管放大器。

上述单芯片低噪声放大器中，所述三级滤波电路为三级RC滤波电路。

本发明提供的单芯片低噪声放大器，在实际应用中与MMIC工艺完全兼容，单芯片中的四级晶体管放大器，级间有匹配电路，各级晶体管放大器的集电极和基极供电均采用三级RC滤波电路，分别针对各频率进行逐级滤波，再配以片外芯片电容，保证芯片的全频段稳定，从而可以有效抑制在W波段低噪声放大器中常见的低频振荡，提高了W波段低噪声放大器的稳定性和宽带性能。各级晶体管放大器均为小尺寸晶体管，兼具低功耗与低噪声的特点，第一级晶体管放大器发射极到地串联电感，保证了该芯片在获得良好输入驻波的条件下同时获得极低噪声，使各级放大电路噪声和增益同时达到良好匹配。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的单芯片低噪声放大器可广泛用于W 波段各类雷达组件及毫米波通信系统等领域，其工作频段宽，且全频段性能稳定，各级放大电路能同时达到最佳噪声和输入驻波的良好匹配。

附图说明

图1为本发明的电路连接框图。

图2为图1中四级晶体管放大器的电路连接框图。

图中标记：1-单芯片，2-输入匹配电路， 3-四级晶体管放大器，3.1-第一级晶体管放大器，3.2-第二级晶体管放大器，3.3-第三级晶体管放大器，3.4-第四级晶体管放大器，4-输出匹配电路，5-三极管，6-三级RC滤波电路，7-中间级匹配电路，8-电感。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1