[发明专利]一种带隙自偏置的宽高频低噪声放大器

说明书

本发明公开了一种带隙自偏置的宽高频低噪声放大器，旨在解决现有技术低噪声放大器源简并结构的电流失配问题、以及避免直流偏置的不理想带来的影响。该带隙自偏置的宽高频低噪声放大器，包括低噪声放大电路和带隙基准电路，其中带隙基准电路的电流量受控于数控单元，带隙基准电路输出的电流经过镜像成倍放大作为低噪声放大电路的偏置电流；低噪声放大电路采用共源共栅结构，信号从In端口输入经片内电感L1接至晶体管Q8的基极，在In端口与电感L1之间的结点引出支路串联电容C4接地；信号在晶体管Q8经过电压‑电流反馈，在晶体管Q9的集电极输出端得到放大，并通过缓冲单元Buf输出，完成信号的低噪声放大功能。

技术领域

本发明涉及一种低噪声放大电路。

背景技术

作为射频接收机的第一个电路模块，低噪声放大器(LNA，low noise amplifier)具有将有效信号(signal)放大，同时抑制噪声(noise)的功能，而带隙基准(Bandgap)电路则为低噪声放大器电路提供电压或电流偏置。整个电路的工作机制是，带隙基准电路产生一个与温度、工艺以及电源电压相关性小的基准电压/电流，并将该信号加入到低噪声放大器中；在带隙电压的偏置下，低噪声放大器的静态工作点得以确定，即确保了需要的输入匹配(S11，input match)，信号增益(S21，power gain)和较小的噪声系数(NF，noise figure)等指标，这时信号就可以以较小的损耗输入低噪声放大器，并通过该电路进行放大，同时在保证较小噪声的前提下，噪声信号的幅度得以有效的抑制。

低噪声放大器是对天线接收到的射频信号进行合理幅值的放大，这就需要在宽带输入范围内实现输入阻抗的匹配，避免能量损耗以及对天线的反射干扰，实现较低的低噪声系数，提高接收机灵敏度；获得足够的增益和增益平坦度以减少后级电路的噪声影响以及非线性失真；并且应具有较低的功耗，避免过多的能量损耗，造成不必要的损失。

带隙电路则是通过二极管电路产生与温度和工艺等相关性小的电压，将该电压进行输入，输入到低噪声放大器中。在设计该电路时的原则为：具有良好的抗外界性能(抗温度变化，抗工艺变化以及抗电源电压变化)并且应减小外电路对带隙电路的影响(如减小低噪声放大器对带隙电路的影响)。

目前的大多数电路设计拟将带隙基准偏置做在片外，进行片外测试和片外偏置，或将带隙电路单独制作，将其产生的带隙电压信号输入到低噪声放大器中。

现有技术一：

浙江省嘉兴联星电子有限公司拥有的专利技术“一种宽电源电压工作的低噪声放大器偏置电路”(公布号CN 103178788 A，申请号201310036309.1，申请日2013.01.29)中公开了一种是用于宽电源电压工作的低噪声放大器偏置电路。如图1所示，该电路包括主偏置电路，偏置稳定反馈支路和一个偏置电流源电路。偏置稳定反馈电路的两个三极管为互补的两类管型，使偏置稳定反馈支路的直流压降接近于零。该电路的原理如下：通过偏置电流源产生电路产生偏置电流，输入到主偏置电路和偏置稳定反馈支路，然后通过偏置稳定反馈支路的反馈性能，稳定主偏置电路，将最终的偏置电压加入到主放大电路中。

该电路主要存在以下缺点：

1.反馈支路的电压压降为零虽可以实现地电压裕度，但由于该方案牺牲了三极管Q2、Q4的电压偏置，两管会进入线性区，难以实现良好的反馈作用。

2.低噪声放大器的Q0晶体管采用的源简并结构，将电感Ls串联在源极，实现晶体管Q1和Q0的匹配。虽然在DC频率下，电感并不会引入偏差，但由于片内实现的电感都具有较高的电阻成分，因此Q0的直流环境与Q1并不相同。电感的寄生电阻会引入电流上的误差。

3.偏置电路给出了参考电流Iref，但是并没有提出该电流的电路结构，也未给出其噪声，抗工艺参数等条件，因此电路并不完善。

现有技术二：