[发明专利]一种Ku波段低功耗CMOS低噪声放大器电路

权利要求书

1.一种Ku波段低功耗CMOS低噪声放大器电路，其特征在于，包括：由变压器构成的跨导增益级电路、信号放大级电路，所述信号放大级电路采用MOS管堆叠拓扑结构，所述信号放大级电路包括第一级MOS管堆叠信号放大电路和第二级MOS管堆叠信号放大电路，所述第一级MOS管堆叠信号放大电路和第二级MOS管堆叠信号放大电路并联；

射频输入信号分别从所述信号放大级电路输入，通过所述的由变压器的跨导增益级电路进行初步无源电压增大，使得在低的偏置电流下获得高的跨导增益；经过初步无源放大的电压信号，输入至所述信号放大级电路进行进一步电压信号放大；经过放大后的电压信号作为输出信号输出，使工作频段调整到Ku波段；

还包括谐振负载，所述经过放大后的电压信号作为输出信号，经过谐振负载输出；其中：

所述谐振负载包括电感L1、电容CL1，所述电感L1与电容CL1并联，并联电路的一端连接所述信号放大级电路的输出端、另一端作为输出信号；

所述由变压器构成的跨导增益级电路包括变压器T1、变压器T2、变压器T3；

所述第一级MOS管堆叠信号放大电路包括MOS管Mp1、MOS管Mn2、电容C1、电容C2、电容C5，射频输入信号输入到电容C1的一端，电容C2的另一端连接MOS管Mn2的源极，MOS管Mn2的源极还连接所述变压器T2，所述变压器T2的上边两端分别连接MOS管Mn2栅极和源级，变压器T2的下边两端分别接地；MOS管Mn2的漏极连接MOS管Mp1的漏极，MOS管Mn2的栅极经偏置电阻连接由节点电压vcm1和参考电压vref1产生的共模反馈电压；MOS管Mp1的源极通过电容C2接入射频输入信号；MOS管Mp1的栅极经偏置电阻接偏置电压Vbp；

所述第二级MOS管堆叠信号放大电路包括MOS管Mn1、MOS管Mp2、电容C3、电容C4、电容C6，射频输入信号输入到电容C4的一端，电容C4的另一端连接MOS管Mp2的源极，MOS管Mp2的源极还连接所述变压器T3，所述变压器T3的下边两端分别连接MOS管Mp2栅极和源级，变压器T2的上边两端分别电源Vdd；MOS管Mp2的漏极连接MOS管Mn1的漏极，MOS管Mp2的栅极经偏置电阻连接由节点电压vcm2和参考电压vref2产生的共模反馈电压；MOS管Mn1的源极通过电容C3接入射频输入信号；MOS管Mn1的栅极经偏置电阻接偏置电压Vbn；

射频输入信号通过电容C1、电容C2、电容C3、电容C4流进对应MOS管的源级，输入信号经过放大之后从对应MOS管的漏级流出，节点vcm1经过电容C5的电流与节点vcm2经过C6的电流合并作为输出电流；

所述变压器T1上边两端分别连接MOS管Mn1的栅极和源级，所述变压器T1下边两端分别连接MOS管Mp1的栅极和源级；还包括电容C7、电容C8，所述电容C7和电容C8的一端分别连接变压器T3的两侧中间，另外一端接地；

所述MOS管Mn1采用NMOS管，MOS管Mp1采用PMOS管，MOS管Mn2采用NMOS管，MOS管Mp2采用PMOS管。

2.根据权利要求1所述的一种Ku波段低功耗CMOS低噪声放大器电路，其特征在于，所述PMOS管的尺寸是NMOS管的尺寸的3倍。

3.根据权利要求1所述的一种Ku波段低功耗CMOS低噪声放大器电路，其特征在于，所述MOS管Mn2、MOS管Mp2的偏置电压由两对MOS管之间的节点电压vcm1和vcm2分别与参考电压vref1和vref2进行比较产生的共模反馈电压提供。

4.根据权利要求1所述的一种Ku波段低功耗CMOS低噪声放大器电路，其特征在于，所述MOS管Mp1、MOS管Mn2、MOS管Mn1、MOS管Mp2均采用0.18μm RF CMOS工艺实现。

5.根据权利要求1所述的一种Ku波段低功耗CMOS低噪声放大器电路，其特征在于，整个电路在1.8V的电源电压下工作，MOS管Mp1、MOS管Mn1的偏置电流为0.8mA。

6.根据权利要求5所述的一种Ku波段低功耗CMOS低噪声放大器电路，其特征在于，所述MOS管Mn1的电压Vbn为1.45V，MOS管Mp1的电压Vbp为0.43V；

所述电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8的电容均为5pF。