[发明专利]一种多频带低功耗低噪声放大器

说明书

本发明公开了一种多频带低功耗低噪声放大器，覆盖频率范围为1.7GHz～2.5GHz。其主体结构为可重构的调谐式窄带结构，主要包括：输入阻抗匹配调节网络、源极电感退化的共源共栅放大器、可调LC谐振负载。基本原理为通过改变负载谐振电容来调整射频前端的中心频率，以便覆盖整个工作频段，合理选择调节步长避免Q值大幅度下降。同时通过开关切换来实现输入阻抗的最优匹配。本发明采用单端输入单端输出的结构，同样的电压下要比差分结构的功耗低一半。同时由于不同频带下有着不同的匹配参数，因而在整个频率范围内噪声系数都很低。本发明能覆盖1.7GHz～2.5GHz内的任意频带，具有功耗低，噪声小，结构简单，成本低的优势。

技术领域

本发明属于射频集成电路技术领域，尤其涉及一种多频带低功耗低噪声放大器技术，。

背景技术

随着无线通信标准和通信频带的快速发展，消费电子等通讯制造商致力于在单个手持设备上集成更多的模块以实现更多的功能。这也使得单个无线射频收发机兼容尽可能多的通信标准和通信频带的需求大大增加，因而兼容多频段和多标准的射频接收机成为了国内外学术界和工业界的研究热点。但是因为不同通信模式的载频、带宽和动态范围等性能指标差别迥异，射频前端的重构性始终是多模多频接收机设计中存在的一个瓶颈。多模多标准接收机射频前端要对不同通信标准的射频信号进行放大、下变频、滤波等处理，但是在不同时间内接收到不同频率的信号，其信号强度各不相同，如果射频前端中低噪声放大器的增益等性能具有一定的可重构性，这将对于降低多模多频接收机的功耗、提高可接收信号的动态范围有很大帮助。

多频带低噪声放大器主要有两种实现方式：多个窄带低噪声放大器并联和宽带结构。前者可实现较好的噪声系数和增益，但是芯片面积和功耗较大。后者可实现多标准多频带的覆盖，但是对带外干扰的抑制地不好，会影响整个接收机的灵敏度。

综上所述，针对CMOS多频带低噪声放大器的设计，如何实现增益、功耗、面积、输入阻抗匹配、线性度及稳定性等性能的优化提高，具有非常重要的意义。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种不额外增加芯片面积，覆盖1.7GHz～2.5GHz的多频带低功耗低噪声放大器。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多频带低功耗低噪声放大器，包含输入阻抗匹配调节网络、源极电感退化的共源共栅放大器、可调LC谐振负载；

作为本发明多频带低功耗低噪声放大器的进一步优选方案，所述输入阻抗匹配调节网络包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、反相器(NV)、第三电阻(R3)、第六NMOS管(NM6)和第一NMOS管(NM1)；其中，控制信号CTRL通过反相器(NV)，经第三电阻(R3)来控制第六NMOS管(NM6)的导通或关断，从而控制第二电容(C2)的接入与否，改变第一NMOS管(NM1)栅极和源极之间并联的电容值来实现不同频带的输入阻抗匹配。

作为本发明多频带低功耗低噪声放大器的进一步优选方案，所述源极电感退化的共源共栅放大器包括第一NMOS管(NM1)、第二NMOS管(NM2)、第一电感(L1)和第二电感(L2)，其中，输入信号VRFIN通过第一电感(L1)从第一NMOS管(NM1)的栅极输入，第一NMOS管(NM1)的源极经过第二电感(L2)接地，第一NMOS管(NM1)的漏极接第二NMOS管(NM2)的源极，第二NMOS管(NM2)的漏极接可调LC谐振负载。

作为本发明多频带低功耗低噪声放大器的进一步优选方案，所述的可调LC谐振负载包括负载电感(L_L)、固定负载电阻(C_C)和电容调节阵列，其中，电容调节阵列由第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)和第三NMOS管(NM3)、第四NMOS管(NM4)、第五NMOS管(NM5)组成，电容调节阵列一端接第二NMOS管(NM2)的漏极，另一端接地。