[发明专利]低噪声放大器

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种低噪声放大器。

背景技术

低噪声放大器(LNA，LowNoiseAmplifier)一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。由于各类无线电接收机及电子探测设备电池供电的特点，作为射频接收机前端主要部分的低噪声放大器设计必须将低功耗放在首位，而影响低噪声放大器性能优劣的重要指标除了功耗外，噪声系数、增益、阻抗匹配、线性度等也是衡量其性能优劣的重要指标。因此，设计出在低功耗的前提下，兼顾其他性能指标的低噪声放大器具有重要意义。

NMOS和PMOS直流电流复用是目前比较常用的一种降低功耗的直观方法，但是这种结构存在三方面的缺陷：1、NMOS和PMOS的漏端相连，需要共模反馈电路(CMFB，CommonModeFeedback)来确定直流电压，电路结构相对复杂、繁琐；2、信号通过多种路径进入电路中，不可避免使用电容耦合，但是电容值过小时，低频信号通过耦合电容时就会有严重的衰减，甚至不能通过，导致信号恶化，而电容值过大会增加电路的面积；3、多级电路层叠，每一级的电压余度降低，造成线性度的恶化。

公开号为CN103095223A的专利公开了一种射频低噪声放大器1，如图1所示，所述射频低噪声放大器1包括作为主放大器的差分共栅电路11以及为增加主放大器跨导的差分交叉耦合共栅电路12。所述射频低噪声放大器1采用差分共栅电路11和差分交叉耦合共栅电路12相结合的方法，由PMOS(M3及M4)和电阻(RL3及RL4)组成的差分交叉耦合共栅电路12将输入信号放大并反馈到由NMOS(M1及M2)和电阻(RL1及RL2)组成的差分共栅电路11的NMOS管M1、M2的栅端，从而有效提升差分共栅电路11的小信号跨导，达到增大增益和减小噪声的作用。此外，所述射频低噪声放大器1通过NMOS(M1及M2)和PMOS(M3及M4)源端相连，漏端分别接各自的负载阻抗解决了共模反馈电路的问题；同时，输入信号通过NMOS和PMOS的源端相连处进入到电路中，耦合电容的影响也非常小。但是所述射频低噪声放大器1的线性度很差，没有解决线性度的问题。

因此，在低功耗的前提下，进一步优化低噪声放大器的性能：简化电路结构(不需要复杂的共模反馈电路来确定直流电压)、减小耦合电容对于信号的影响、提高线性度，已成为本领域的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低噪声放大器，用于解决现有技术中直流电流复用结构的低噪声放大器电路结构复杂、耦合电容影响信号、线性度低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低噪声放大器，所述低噪声放大器至少包括：第一放大管、第二放大管、第三放大管、第四放大管、第一电流源、第二电流源、第三电流源、第四电流源、第一电阻、第二电阻以及多个电容；

所述第一放大管的栅端通过第一电容连接至输入信号的正端，源端通过第二电容连接至输入信号的负端；所述第二放大管的栅端通过第三电容连接至所述输入信号的负端，源端通过第四电容连接至所述输入信号的正端；所述第三放大管的栅端通过第五电容连接至所述输入信号的正端，源端通过第六电容连接至所述输入信号的负端；所述第四放大管的栅端通过第七电容连接至所述输入信号的负端，源端通过第八电容连接至所述输入信号的正端；所述第一放大管的漏端与所述第三放大管的漏端相连，并作为输出信号的正端；所述第二放大管的漏端与所述第四放大管的漏端相连，并作为输出信号的负端；所述第一放大管、所述第二放大管、所述第三放大管及所述第四放大管形成交叉耦合结构的放大电路，用于放大输入信号；

所述第一电流源的源端连接于电源，漏端连接于所述第一放大管的源端；所述第二电流源的源端连接于电源，漏端连接于所述第二放大管的源端；所述第三电流源的源端连接于地，漏端连接于所述第三放大管的源端；所述第四电流源的源端连接于地，漏端连接于所述第四放大管的源端；所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源、所述第四电流源用于给电路提供直流偏置电流；

所述第一电阻的一端连接于所述输出信号的正端，另一端连接于所述输入信号的正端，所述第二电阻的一端连接于所述输出信号的负端，另一端连接于所述输入信号的负端，用于调节各电流源以改变所述直流偏置电流的大小。

优选地，所述第一放大管、所述第二放大管、所述第一电流源以及所述第二电流源为P型晶体管。