[发明专利]高线性度差分双反馈低噪声放大器

说明书

本发明公开了一种高线性度差分双反馈低噪声放大器，主要解决现有技术在线性度差的不足。其包括：包括两个源简并电感L1、L2，两个负载电感L5、L6、两个输出串联峰值电感L3、L4、两个偏置电压V1、V2和两类反馈环路S1、S2，第一类反馈环路S1与第二类反馈环路S2彼此交叠，相互作用；通过第一类反馈环路可使环路内的NMOS晶体管的跨导增加近一倍，也可抵消二次谐波分量在线性度上带来的恶化，通过第二类反馈环路的增益与第一类反馈环路增益的叠加，进一步提高了电路整体线性度。本发明结构简单，由于双反馈环路提供了较高的三阶互调失真截止点，无需使用双极型晶体管，改善了电路整体的线性度，可用于射频前端芯片。

技术领域

本发明属于微电子电路技术领域，特别涉及一种差分双反馈低噪声放大器，可用于5GWIFI、无线通信的射频接收机中。

背景技术

低噪声放大器作为信号接收机的第一级有源放大电路，它对通信系统整体的影响至关重要，其主要运用于无线通信领域，例如手机、WIFI、蓝牙等设备。从设计参数角度考虑，主要关注噪声系数、增益、输入反射损耗、稳定性、线性度、带宽这些指标，由于低噪声放大器应用的工作背景与工作频段各有不同，需要电路设计工程师基于功能来对性能进行合理的折中。同时对各项指标的性能需求日益提升，低噪声放大器在某一方面的性能研究就显得尤为重要。

传统的共栅极低噪声放大器如图1所示，其包括一个NMOS晶体管，一个连在晶体管漏级的输出阻抗，一个连在晶体管源级的电感Z_S，输入端连到晶体管栅极，输出端连到晶体管的漏级。

该电路的优势在于其输入阻抗匹配由共栅放大器的输入阻抗来实现，而实现输入阻抗匹配，只需要设置合适的偏置电流、选择合适的晶体管尺寸以及电阻阻值即可。该共栅放大器在由M₁源极的寄生电容和源端所接偏置阻抗Z_s引起的输入阻抗的虚部较小时可实现良好的输入阻抗匹配。但这种传统的共栅放大器电路中由于寄生效应引入的噪声以及源级电感Z_S的噪声都会增大该放大器的噪声系数，且线性度差，调试繁杂，难以满足性能要求较高的应用背景。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术不足，提出一种高线性度差分双反馈低噪声放大器，以降低噪声系数，提高电路线性度，满足低噪声和高线性度的应用要求。为实现上述目的，本发明的高线性度差分双反馈低噪声放大器，包括：包括两个源简并电感L1、L2，两个负载电感L5、L6，两个输出串联峰值电感L3、L4，和两个偏置电压V1、V2，其特征在于：在偏置电压V1、V2，与源简并电感L1、L2，之间连接有第一类反馈环路S1，在串联峰值电感L3、L4与信号输入正负极之间连接有第二类反馈环路S2，这两个反馈环路彼此交叠，相互作用；

所述第一类反馈环路S1，包括：两个NMOS管M1、M2，两个晶体管体端到源极的电阻R1、R2，两个反馈电容C1、C2，电源正级隔直电容Cp，电源负极隔直电容Cn；第一电阻R1连接在第一NMOS管M1的源极与体端之间；第二电阻R2连接在第二NMOS管M2的源极与体端之间；第一反馈电容C1的一端与NMOS管M1的栅极相连，另一端与NMOS管M2的源极相连；第二反馈电容C2的一端与NMOS管M2的栅极相连，另一端与NMOS管M1的源极相连；第一NMOS管M1的源极通过电源正级隔直电容Cp与信号输入的正极相连；第二NMOS管M2的源极通过电源负极隔直电容Cn与信号输入的负极相连；

所述第二类反馈环路S2，包括：两个NMOS管M1、M2，两个晶体管体端到源极的电阻R1、R2，两个反馈电容C3、C4；第一电阻R1连接在第一NMOS管M1的源极与体端之间；第二电阻R2连接在第二NMOS管M2的源极与体端之间；第三反馈电容C3的一端与第一NMOS管M1的漏极相连，另一端与第二NMOS管M2的源极相连；第四反馈电容C4与第二NMOS管M2的漏极相连，另一端与第一NMOS管M1的源极相连。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：