[发明专利]多适应性可切换片上低噪声放大器及工作方法

说明书

本发明涉及多适应性可切换片上低噪声放大器及工作方法，该多适应性可切换片上低噪声放大器包括源简并电感型共源放大电路、模拟开关、输出阻抗匹配网络、第一LC谐振网络和差分输出电路；模拟开关包括第一模拟开关、第二模拟开关和第三模拟开关；源简并电感型共源放大电路通过第一模拟开关与输出阻抗匹配网络相连接；源简并电感型共源放大电路通过第二模拟开关与第一LC谐振网络相连接；源简并电感型共源放大电路通过第二模拟开关、第三模拟开关与差分输出电路相连接，用于输出差分信号。该多适应性可切换片上低噪声放大器，可以应对阻性负载，容性负载，差分输出的不同输出条件，工作在不同模式，一款放大器完成多种功能。

技术领域

本发明涉及多适应性可切换片上低噪声放大器及工作方法，属于集成电路技术领域。

背景技术

射频接收机接收的信号是一个动态范围很大的信号。故接收机本身必须引入很小的噪声，同时接收机必须具有足够高的线性度，为了达到这样的要求，接收机的第一级通常为低噪声放大器，它的功能是在产生尽可能低噪声的前提下对射频信号进行放大以降低后面各级模块产生的噪声对信号的影响。低噪声放大器除了应该引入很少的噪声和提供足够高的增益外，还应该具有较高的线性度以避免非线性对信号质量的影响。另外，为了更大的传输信号功率，低噪声放大器需要对前后级电路进行阻抗匹配。

目前的低噪声放大器存在以下问题：在接收信号非常微弱时，需要级联多级低噪声放大器，后级接低噪声放大器就需要做到阻抗匹配以完成最大功率传输，而级联后输出到混频器的信号需要是电压信号。这样就不能用同一种电路完成上述电路设计需求。当混频器的输入为差分信号时，就需要低噪声放大器做到单端转差分。或者对信号有更高的增益和噪声性能有要求时，会采用差分结构。目前还没有出现可以同时完成上述要求的低噪声放大器。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出多适应性可切换片上低噪声放大器，该放大器可以适应多种情况，应对不同情况进行切换以满足不同设计需求的低噪声放大器。

本发明还提供了上述低噪声放大器的工作方法。

本发明的技术方案为：

多适应性可切换片上低噪声放大器，包括源简并电感型共源放大电路、模拟开关、输出阻抗匹配网络、第一LC谐振网络和差分输出电路；所述模拟开关包括第一模拟开关、第二模拟开关和第三模拟开关；所述源简并电感型共源放大电路通过第一模拟开关与输出阻抗匹配网络相连接，用于输出功率信号来驱动下一级阻性负载；所述源简并电感型共源放大电路通过第二模拟开关与第一LC谐振网络相连接，用于输出电压信号来驱动下一级容性负载；所述源简并电感型共源放大电路通过第二模拟开关、第三模拟开关与差分输出电路相连接，用于输出差分信号。

该低噪声放大器的通过第一LC谐振网络输出一个电压信号用于驱动下一级容性负载；通过输出阻抗匹配网络输出一个功率信号用于驱动阻性负载；通过差分输出电路驱动电路由单端转换为差分信号。该低噪声放大器可以适用多种情况，根据不同情况进行切换，节约设计成本和生长成本。

根据本发明优选的，所述源简并电感型共源放大电路包括MOS管、栅极电感、源极电感和第一Cascode晶体管，所述栅极电感的一端与信号输入端相连接，所述栅极电感的另一端与MOS管的栅极相连接，MOS管的源极与所述源极电感的一端相连接，所述源极电感的另一端接地；MOS管的漏极与第一Cascode晶体管的源极相连接，第一Cascode晶体管的栅极与正电源相连接，第一Cascode晶体管的漏极通过第一模拟开关与输出阻抗匹配网络相连接，第一Cascode晶体管的漏极通过第二模拟开关与第一LC谐振网络相连接；第三模拟开关与所述第一Cascode晶体管的源极、所述MOS管的漏极相连接。

源简并电感型共源放大电路一种窄带放大电路，利用源简并电感来得到具有正实部的输入阻抗，并可在功耗受限的情况下得到较优的噪声性能。第一Cascode晶体管的作用是增大输出阻抗以增大增益；提高反向隔离性能，可以减弱混频振荡信号的泄漏。