[发明专利]一种应用于TR组件的CMOS三端口放大器

说明书

本发明公开了一种应用于TR组件的CMOS三端口放大器，包含驱动放大器、低噪声放大器，驱动放大器输出端与低噪声放大器输入端直接相连，正向工作时，输入信号接驱动放大器的输入端，由公共端输出；反向工作时，输入信号接公共端，由低噪声放大器输出端输出。本发明的优点在于：在不添加收发开关的情况下，实现收发切换，且实现公共端口的阻抗匹配。

技术领域

本发明涉及一种CMOS器件，更具体涉及一种应用于TR组件的CMOS三端口放大器。

背景技术

TR组件是有源相控阵雷达的关键部件，其设计成功与否，决定了整部雷达的成本、可生产性和系统性能。收发开关、驱动放大器、低噪声放大器组合的三端口放大器常见于TR组件中，其中收发开关控制TR组件工作于正向或反向状态，进而进行功率放大或低噪声放大。

CMOS工艺因其长期作为数字电路设计的主流工艺，使得工艺非常成熟，具有很高的集成度，最低的成本及最小的功耗。随着CMOS工艺水平的提升以及新型射频IC设计方法和收发机结构的涌现，将整体射频前端电路集成于单芯片上，把收发开关、驱动放大器、低噪声放大器等射频模块集成一起非常有利于提高集成度，如图1所示，是传统三端口放大器的电路结构图。

然而传统三端口放大器结构在引入收发开关后，收发开关可以方便切换工作状态，但是，正向工作时，收发开关会降低驱放的输出功率；反向工作时，又会引入多余噪声并降低低噪放的增益；此外还会增加电路面积，提高电路成本与功耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种降低信号传输损耗，提高输出功率，降低噪声系数、节约电路功耗、面积与成本的应用于TR组件的CMOS三端口放大器。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种应用于TR组件的CMOS三端口放大器，包含驱动放大器、低噪声放大器，驱动放大器输出端与低噪声放大器输入端直接相连，正向工作时，输入信号接驱动放大器的输入端，由公共端输出；反向工作时，输入信号接公共端，由低噪声放大器输出端输出。

作为具体的技术方案，驱动放大器包括晶体管M1、M2、M10、电感L1、Ld、电阻R1、R2、电容C1、C2，其中晶体管M1的漏极和晶体管M2的源极相连，晶体管M1的源极接地，晶体管M1的栅极接电感L1的一端和电阻R2的一端，晶体管M2的漏极同时接电感Ld的一端、电容C2的一端和三端口放大器的公共端，晶体管M2的栅极接偏置电压VB2，电感Ld的另一端接电源，电容C2的另一端与电阻R2的另一端连接，电感L1的另一端接电容C1的一端和电阻R1的一端，电容C1的另一端作为三端口放大器的正向输入端口，电阻R1的另一端接晶体管M10的漏极，同时晶体管M10的漏极接偏置电压VB1，晶体管M10的源极接地，晶体管M10的栅极作为使能信号SW1输入端。

作为具体的技术方案，低噪声放大器包括晶体管M3、M4、M5、M20、M21、M22、M23、M24、M25、电容C5、C6、电感L2，电阻R3，其中晶体管M20的栅极作为使能信号SW2输入端，晶体管M20的漏极连接三端口放大器的公共端，晶体管M20的源极接到电感L2的一端，电感L2的另一端连接晶体管M4、M5、M25的栅极、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接晶体管M4的漏极、电容C5的一端，晶体管M3、M25的源极接地，晶体管M4的源极接晶体管M21的漏极，晶体管M21、M22的栅极相连，M21、M22的源极相连且连到电源端，偏置电流Ibias输入晶体管M21、M22、M23的栅极和晶体管M22的漏极，晶体管M5的栅极接电容C5的另一端和偏置电压VB3，晶体管M5的漏极接电源端，晶体管M23的源极接电源端，晶体管M23的栅极接偏置电流Ibias，晶体管M5的源极、晶体管M23的漏极以及晶体管M24的源极连接在一起接到电容C6的一端，晶体管M24的栅极接偏置电压VB4，电容C6的另一端作为反相输出端，晶体管M24的漏极与晶体管M25的漏极连接在一起，M25的源极接地。