[发明专利]一种双模式高增益、低噪声的宽带低噪声放大器

说明书

本发明公开了一种双模式高增益、低噪声的宽带低噪声放大器，包括一对共栅级输入NMOS管、一对有源电流源NMOS管、三对交叉耦合电容、一对共漏级NMOS管、一对实现正反馈通路的PMOS管、一对模式切换PMOS管，一对负载电阻以及一对峰化电感。本发明低噪声放大器基于共栅级结构，通过正负反馈技术来增大跨导和输出阻抗从而实现较高增益和较低噪声系数，以有源电流源代替传统的电感形式，节省了芯片面积。通过并联峰化技术拓展带宽，采用可切换负载阻抗的电路结构实现模式的切换来分别获得高增益和高线性度。本发明具有双模式，宽带，较好的增益和噪声性能等优点。

技术领域

本发明涉及一种双模式高增益、低噪声的宽带低噪声放大器，属于射频放大器设计技术。

背景技术

随着多带多标准的概念在现代无线通信中受到越来越多的关注，为了支持广泛的通信标准并在单个设备中适应不同的应用，宽带的接收发机是必不可少的。在射频接收机中，天线接收到信号将直接传递给低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)。作为第一级有源电路，为了实现信号的良好传递及获得好的滤波特性，低噪声放大器的输入阻抗需与外界接口匹配，一般值为50Ω；而在干扰信号存在的情况下，为了不使得有用信号被噪声淹没，低噪声放大器本身对噪声性能要求较高，并需要提供适当的增益抑制后级噪声；为了能够同时放大微伏级别的小信号和毫伏级别的大信号而不产生失真，低噪声放大器需要具有良好的线性度。因此，低噪声放大器面临着诸如，优秀的宽带匹配，低的噪声系数，高的增益和线性度，低功耗等等需求。

通常宽带低噪声放大器有两种实现方法：(1)采用多通道窄带低噪声放大器组合的方式，该放大的优点是电路结构直观，设计难度小，各个性能指标容易达标，缺点是，功耗大，芯片面积大，系统复杂。(2)采用单个宽带低噪声放大器，该方法的优点是芯片占用面积小，功耗小，易于集成。

近年来，已经研究出了几种不同的单片集成的宽带低噪声放大器结构。图1所示的是采用并联反馈的低噪声放大器，它的优点是可以实现较好的宽带的输入匹配和增益平坦度，但代价是增益较低和较差的噪声系数(Noise Figure，NF)。图2所示的基于LC滤波器的低噪声放大器能够实现宽带输入匹配，但会导致硅片面积大，增益有限。图3所示的采用共栅结构的低噪声放大器，当Ls调谐掉输入端的寄生电容，其输入阻抗与N1的跨导直接相关，因此在实现宽带抗匹配方面非常有吸引力，但是这同样限制了其增益和噪声系数。

发明内容

发明目的：改善现有的宽带低噪声放大器在阻抗匹配、增益、噪声系数、线性度和功耗间的折中关系，提高设计的灵活性，本发明提供一种双模式高增益、低噪声的宽带低噪声放大器。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双模式高增益、低噪声的宽带低噪声放大器，包括第一对NMOS晶体管N_1-1和N_1-2、第二对NMOS晶体管N_2-1和N_2-2、第三对NMOS晶体管N_3-1和N_3-2、第一对PMOS晶体管P_1-1和P_1-2、第二对PMOS晶体管P_2-1和P_2-2、第一对电容C_1-1和C_1-2、第二对电容C_2-1和C_2-2、第三对电容C_3-1和C_3-2、电阻对R₁和R₂、电感对L₁和L₂；