[发明专利]基于无源Balun的宽带高增益高线性度低噪声放大器

说明书

本发明公开了一种基于无源Balun的宽带高增益高线性度低噪声放大器，设有输入匹配单元、放大单元、反馈单元以及负载单元。射频输入单端信号连接输入匹配单元，输入匹配单元的输出连接放大单元，放大单元连接到反馈单元输入，反馈单元连接到输入匹配单元的输入，放大单元同时连接到输出负载单元，输出负载单元输出射频双端射频信号。本发明能在保证宽带特性的基础上，降低放大器的噪声，提高放大器的增益和线性度，并且实现单端信号输入，双端信号输出的有益效果。

技术领域

本发明属于射频集成电路领域，尤其涉及一种基于无源Balun宽带匹配的高线性度低噪声放大器。

背景技术

在通信系统中，经常需要利用被称为低噪声放大器的电路作为接收链路第一级将某一频段的信号进行初步放大，在保证具有足够增益的条件下引入较低的噪声。低噪声放大器在无线接收机中是极为关键的模块，在设计时面临各种各样的设计指标要求，例如：低噪声、低功耗、高增益、高线性度和大带宽。由于有些设计指标之间本身存在矛盾，因此在设计时往往很难全部兼顾，需要进行折中或者采用一些技术手段。

传统宽带低噪声放大器往往采用共栅放大器或者电阻反馈共源放大器，其中共栅放大器为了满足宽带输入匹配，晶体管的跨导受到限制，导致放大器噪声性能和增益性能较差。传统电阻反馈共源放大器电路如图1所示，射频信号由晶体管M1的栅极输入，晶体管M1的漏极接晶体管M2的源极，晶体管M2的漏极作为信号的输出端，同时也通过电阻R1和电容C1反馈回晶体管M1的栅极。通过调整晶体管M1的跨导和反馈电阻R1可以实现宽带50Ω输入匹配，通过调整负载电阻R2可以得到不同的增益。该结构具有较宽的输入带宽和增益带宽，同时具有一定增益，但是，传统电阻反馈共源放大器具有以下缺点：

第一是增益低，为了满足宽带输入匹配，传统电阻反馈共源放大器需要比较小的反馈电阻值，这会导致负反馈较强，并且晶体管M1的跨导受到限制，增益较低。

第二是噪声性能差，反馈电阻导致共源晶体管的增益降低，共栅晶体管和负载电阻引入的噪声会增大，并且反馈电阻本身也会引入较大的噪声，所以，传统电阻反馈共源放大器的噪声性能比较差。

第三是线性度差，传统电阻反馈共源放大器为了保证较大的增益带宽，采用电阻作为负载，电阻消耗一部分电源电压，导致放大器线性度比较差。

第四是传统电阻反馈共源放大器是单端信号输入，单端信号输出，目前的混频器多以差分信号输入结构为主，传统电阻反馈共源放大器与差分信号输入的混频器并不兼容。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于无源Balun的宽带高增益高线性度低噪声放大器,以解决能在保证宽带特性的基础上，降低放大器的噪声，提高放大器的增益和线性度，并且实现单端信号输入，双端信号输出的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种基于无源Balun的宽带高增益高线性度低噪声放大器，包括输入匹配单元、放大单元、反馈单元以及负载单元；

射频输入单端信号连接输入匹配单元，输入匹配单元的输出连接放大单元，放大单元连接到反馈单元输入，反馈单元连接到输入匹配单元的输入，放大单元同时连接到输出负载单元，输出负载单元输出射频双端射频信号。

进一步的，所述输入匹配单元包括电感L1和电感L2；

所述放大单元包括晶体管M1和晶体管M2；

所述反馈单元包括电阻R1和电容C1；

所述负载单元包括电容C2、C3，电阻R2、变压器T1；

所述变压器T1包括电感L3、L4；