[发明专利]低噪声放大器

说明书

本发明基于CMOS硅基工艺实现了一种全差分无电感宽带低噪声放大器，由输入匹配电路、噪声消除电路两级组成主要信号通路。第一级为输入匹配级，利用输出端与输入端之间的电阻负反馈实现宽带输入匹配，并提供一定增益。第二级为噪声消除级，利用输入级的输入端和输出端信号反相、噪声同相的特点，实现信号放大与噪声抵消。噪声消除电路通过共源放大器与电流镜电路的组合，使得两路信号叠加，噪声抵消。为实现最佳的噪声消除特性，需要进行电流镜参数与放大器跨导设计。本发明在输入匹配、噪声、带宽方面性能良好，且电路结构简单，芯片面积小，便于集成。

技术领域

本发明属于无线通信领域及微电子学领域，更具体的说，涉及一种低噪声放大器。

背景技术

低噪声放大器(LNA)作为射频接收机的第一级模块，是无线通信系统中不可或缺的模块。它主要实现对信号的初始放大，同时保证整个接收系统的噪声特性及接收信号功率范围。目前成熟的低噪声放大器一般采用较多无源器件，在集成电路实现中，无源器件性能较差，占用较大面积，而且片上电感的模型与精度受工艺影响较大，仿真性能可能与实际情况有较大偏差；高性能低噪声放大器一般采用GaAs、InP等MMIC工艺，与Si工艺相比成本较高，且不利用射频电路与数字电路的集成。

因此，基于CMOS硅基工艺的低噪声放大器具有重要的研究及商业意义，而无源器件的减少甚至省略成为一种新的设计方向。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于CMOS硅基工艺的全差分无电感宽带低噪声放大器。

本发明一方面公开了一种低噪声放大器，包括：

输入匹配模块，所述的输入匹配模块由NMOS管和PMOS管构成，以及位于输出节点和输入节点之间的反馈电阻；

噪声消除模块，与所述输入匹配模块级联，包括由NMOS管和PMOS 管构成共源放大器，以及由PMOS管构成的电流镜。

进一步的，其中所述的第一匹配模块由输入NMOS管的Mn1、Mn2与输入PMOS管Mp1、Mp2构成，并由反馈电阻Rf、Rf2实现匹配。

进一步的，所述共源放大器包括由NMOS管Mn11、Mn13与PMOS管Mp11构成的第一共源放大器，由NMOS管Mn12与PMOS管Mp12构成的第二共源放大器；

所述电流镜模块由PMOS管Mp11与Mp12构成。

进一步的，所述第一共源放大器采用共源共栅结构，所述第二放大器采用共源结构。

进一步的，所述输入匹配模块被配置成具有差分结构的输入匹配模块。

进一步的，所述的噪声消除模块被配置成具有差分结构的噪声消除模块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构框图；

图2为输入匹配级单端形式电路原理图；

图3为输入匹配级差分形式电路原理图；

图4为基于共源放大器与电流镜结构的噪声消除电路；

图5为类差分结构的噪声消除电路；

图6为差分形式的噪声消除电路；

图7为单端形式的低噪声放大器完整电路；

图8为差分形式的低噪声放大器完整电路。

具体实施方式