适用于噪声抑制的放大器(100)包括：第一输入端(102)和第二输入端(104)，第一输入端(102)用于接收第一输入信号，第二输入端(104)用于接收第二输入信号，第一输入信号和第二输入信号构成差分对。第一输出端(106)传送第一输出信号，第二输出端(108)传送第二输出信号，第一输出信号和第二输出信号构成差分对。第一晶体管(MCG1)具有耦接到第一输出端(106)的第一漏极(110)，使得流过第一漏极(110)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第一输出端(106)，并且第一晶体管(MCG1)还具有耦接到第一输入端(102)的第一源极(112)。第二晶体管(MCS1)具有耦接到第一输入端(102)的第二栅极(116)、耦接到第二输出端(108)的第二漏极(118)，使得流过第二漏极(118)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第二输出端(108)，并且第二晶体管(MCS1)还具有耦接到第一电压轨(122)的第二源极(120)。第三晶体管(MCS2)具有耦接到第二输入端(104)的第三栅极(124)、耦接到第一输出端(106)的第三漏极(126)，使得流过第三漏极(126)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第一输出端(106)，并且第三晶体管(MCS2)还具有耦接到第一电压轨(122)的第三源极(128)。第四晶体管(MCG2)具有耦接到第二输出端(108)的第四漏极(130)，使得流过第四漏极(130)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第二输出端(108)，并且第四晶体管(MCG2)还具有耦接到第二输入端(104)的第四源极(132)。第一负载(ZL1)耦接在第一输出端(106)和第二电压轨(136)之间。第二负载(ZL2)耦接在第二输出端(108)和第二电压轨(136)之间。第一电感元件(L1)耦接在第一输入端(102)和第三电压轨(138)之间，第二电感元件(L2)耦接在第二输入端(104)和第三电压轨(138)之间。第一晶体管(MCG1)的跨导在±5％的范围内实质上等于第四晶体管(MCG2)的跨导，并且第二晶体管(MCS1)的跨导在±5％的范围内实质上等于第三晶体管(MCS2)跨导。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适用于噪声抑制的放大器
本公开涉及一种适用于噪声抑制的放大器、包括放大器的接收装置、和包括接收装置的无线通信装置。
技术介绍
未来的无线通信网络，特别是第五代网络，将需要较大容量，这将需要较大通信带宽。因此，需要在这种网络中使用的接收机以低噪声和低功耗在高频下操作。接收机的关键元件是位于天线和下变频混频器之间的低噪声放大器(LNA)。因此，需要一种改进的放大器。在“A1.2-VHighlyLinearBalancedNoise-CancellingLNAin0.13-umCMOS”，JarkkoJussilaandPeteSivonen，IEEEJournalofSolid-StateCircuits，Vol.43，No.3，March2008(“Jussila等人”)中，公开了采用被称作电流-电压组合器的技术的噪声消除LNA。从Jussila等人的文献中再现的图1示出了将共栅(CG)场效应晶体管和共源(CS)场效应晶体管的输出电流转换为电压并将电压相加的方案。
技术实现思路
根据第一方面，提供一种适用于噪声抑制的放大器，包括：第一输入端和第二输入端，第一输入端用于接收第一输入信号，第二输入端用于接收第二输入信号，第一输入信号和第二输入信号构成差分对；第一输出端和第二输出端，第一输出端用于传送第一输出信号，第二输出端用于传送第二输出信号，第一输出信号和第二输出信号构成差分对；第一晶体管，具有耦接到第一输出端的第一漏极，使得流过第一漏极的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第一输出端，并且第一晶体管还具有耦接到第一输入端的第一源极；第二晶体管，具有耦接到第一输入端的第二栅极、耦接到第二输出端的第二漏极，使得流过第二漏极的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第二输出端，并且第二晶体管还具有耦接到第一电压轨的第二源极；第三晶体管，具有耦接到第二输入端的第三栅极、耦接到第一输出端的第三漏极，使得流过第三漏极的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第一输出端，并且第三晶体管还具有耦接到第一电压轨的第三源极；第四晶体管，具有耦接到第二输出端的第四漏极，使得流过第四漏极的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过第二输出端，并且第四晶体管还具有耦接到第二输入端的第四源极；第一负载，耦接在第一输出端和第二电压轨之间；第二负载，耦接在第二输出端和第二电压轨之间；第一电感元件，耦接在第一输入端和第三电压轨之间；以及第二电感元件，耦接在第二输入端和第三电压轨之间；其中，第一晶体管的跨导在±5％的范围内实质上等于第四晶体管的跨导；并且其中，第二晶体管的跨导在±5％的范围内实质上等于第三晶体管的跨导。因此，放大器可以对平衡或差分信号执行至少部分噪声消除(这里也称为噪声抑制)。本文中使用的术语“噪声消除”和“噪声抑制”或更简洁的“消除”和“抑制”适用于在放大器内生成的噪声，而不是在施加在第一输入端和第二输入端处的第一输入信号和第二输入信号中存在的噪声或失真。可以通过在第一输出端处对第一晶体管和第三晶体管的电流进行相加并且在第二输出端处对第二晶体管和第四晶体管的电流进行相加来消除噪声。该放大器的优势在于：提供能够独立于放大器的输出阻抗的消除，消除替代地取决于第一晶体管和第二晶体管的跨导之比以及第三晶体管和第四晶体管的跨导之比。因此，当设计包括放大器的接收装置时，放大器可以提供改进的灵活性，使得能够实现宽带宽和低功耗。在一些实施例中，第一晶体管可以具有耦接到偏置电压轨的第一栅极，并且第四晶体管可以具有耦接到偏置电压轨的第四栅极。该特征使得能够实现低复杂度。在其它实施例中，第一晶体管可以具有耦接到第二输入端的第一栅极，并且第四晶体管可以具有耦接到第一输入端的第四栅极。该特征使得能够实现降低的功耗。第一晶体管的跨导可以等于第四晶体管的跨导，并且第二晶体管的跨导可以等于第三晶体管的跨导。该特征使得能够实现更高的噪声消除程度。在一些实施例中，第二晶体管的跨导可以等于第一晶体管的跨导，并且第三晶体管的跨导可以等于第四晶体管的跨导。该特征使得能够实现较高的噪声消除程度。在其它实施例中，第二晶体管的跨导可以超过第一晶体管的跨导，并且第三晶体管的跨导可以超过第四晶体管的跨导。该特征使得放大器能够具有较低的噪声因子。例如，第二晶体管的跨导可以比第一晶体管的跨导的五倍小，并且第三晶体管的跨导可以比第四晶体管的跨导的五倍小。该特征使得能够实现宽带宽。特别地，第二晶体管的跨导可以是第一晶体管的跨导的两倍，并且第三晶体管的跨导可以是第四晶体管的跨导的两倍。该特征提供了噪声消除和宽带宽之间的有用平衡。在其它实施例中，第二晶体管的跨导可以是第一晶体管的跨导的三倍，并且第三晶体管的跨导可以是第四晶体管的跨导的三倍。该特征提供了噪声消除和宽带宽之间的另一有用平衡。在优选实施例中，第一晶体管的跨导可以是0.02西门子。该特征使得能够实现到典型天线的良好匹配。根据第二方面，提供了一种包括根据第一方面的放大器的接收装置。接收装置可以包括平衡-不平衡转换器和混频器，其中，第一输入端和第二输入端耦接到平衡-不平衡转换器的差分输出端，并且第一输出端和第二输出端耦接到混频器的差分输入端。在这种接收装置中，放大器被布置为用作低噪声放大器(LNA)。接收装置还可以包括耦接到平衡-不平衡转换器的单端输入端的天线。根据第三方面，提供了一种包括根据第二方面的接收装置的无线通信设备。仅通过示例的方式参考附图来描述优选实施例。附图说明图1是现有技术的噪声消除低噪声放大器的示意图。图2是适用于噪声抑制的放大器的第一实施例的示意图。图3是示出元件的噪声贡献的曲线图。图4是适用于噪声抑制的放大器的第二实施例的示意图。图5是接收装置的方框示意图。图6是无线通信装置的方框示意图。具体实施方式参考图2，适用于噪声抑制的放大器100包括用于接收第一输入信号VIN+的第一输入端102和用于接收第二输入信号VIN-的第二输入端104。第一输入信号VIN+和第二输入信号VIN-构成平衡对或差分对(也通常被称为差分信号)。因此，第二输入信号VIN-等于第一输入信号VIN+的反相。放大器100具有用于传送第一输出信号IOUT+的第一输出端106和用于传送第二输出信号IOUT-的第二输出端108。第一输出信号IOUT+和第二输出信号IOUT-一起形成平衡对或差分对(作为差分输出信号IOUT的构成信号)，因此，第二输出信号IOUT-等于第一输出信号IOUT+的反相。第一晶体管MCG1被布置成具有如下这样布置的共栅配置：漏极110耦接到第一输出端106，源极112耦接到第一输入端102，并且栅极114耦接到供应偏置电压VBIAS的偏置电压轨140。为了简明起见，可以分别将第一晶体管MCG1的漏极110、源极112和栅极114备选地称为第一漏极110、第一源极112和第一栅极114。第一漏极110可以直接耦接到第一输出端106，即，没有任何具有除了寄生电阻、电容或电感之外的电阻、电容或电感的中间元件，或者备选地可以存在这样的中间元件。然而，第一漏极110耦接到第一输出端106，使得流过第一漏极110的除寄生损耗之外的所有信号电流流过第一输出端106。术语“信号电流”是指由于第一输入信号VIN+和第二输入信号VIN-中的任一个或两个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于噪声抑制的放大器(100)，包括：第一输入端(102)和第二输入端(104)，所述第一输入端(102)用于接收第一输入信号，所述第二输入端(104)用于接收第二输入信号，所述第一输入信号和所述第二输入信号构成差分对；第一输出端(106)和第二输出端(108)，所述第一输出端(106)用于传送第一输出信号，所述第二输出端(108)用于传送第二输出信号，所述第一输出信号和所述第二输出信号构成差分对；第一晶体管(MCG1)，具有耦接到所述第一输出端(106)的第一漏极(110)，使得流过所述第一漏极(110)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第一输出端(106)，并且所述第一晶体管(MCG1)还具有耦接到所述第一输入端(102)的第一源极(112)；第二晶体管(MCS1)，具有耦接到所述第一输入端(102)的第二栅极(116)、耦接到所述第二输出端(108)的第二漏极(118)，使得流过所述第二漏极(118)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第二输出端(108)，并且所述第二晶体管(MCS1)还具有耦接到第一电压轨(122)的第二源极(120)；第三晶体管(MCS2)，具有耦接到所述第二输入端(104)的第三栅极(124)、耦接到所述第一输出端(106)的第三漏极(126)，使得流过所述第三漏极(126)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第一输出端(106)，并且所述第三晶体管(MCS2)还具有耦接到所述第一电压轨(122)的第三源极(128)；第四晶体管(MCG2)，具有耦接到所述第二输出端(108)的第四漏极(130)，使得流过所述第四漏极(130)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第二输出端(108)，并且所述第四晶体管(MCG2)还具有耦接到所述第二输入端(104)的第四源极(132)；第一负载(ZL1)，耦接在所述第一输出端(106)和第二电压轨(136)之间；第二负载(ZL2)，耦接在所述第二输出端(108)和所述第二电压轨(136)之间；第一电感元件(L1)，耦接在所述第一输入端(102)和第三电压轨(138)之间；以及第二电感元件(L2)，耦接在所述第二输入端(104)和所述第三电压轨(138)之间；其中，所述第一晶体管(MCG1)的跨导在±5％的范围内实质上等于所述第四晶体管(MCG2)的跨导；并且其中，所述第二晶体管(MCS1)的跨导在±5％的范围内实质上等于所述第三晶体管(MCS2)的跨导。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种适用于噪声抑制的放大器(100)，包括：第一输入端(102)和第二输入端(104)，所述第一输入端(102)用于接收第一输入信号，所述第二输入端(104)用于接收第二输入信号，所述第一输入信号和所述第二输入信号构成差分对；第一输出端(106)和第二输出端(108)，所述第一输出端(106)用于传送第一输出信号，所述第二输出端(108)用于传送第二输出信号，所述第一输出信号和所述第二输出信号构成差分对；第一晶体管(MCG1)，具有耦接到所述第一输出端(106)的第一漏极(110)，使得流过所述第一漏极(110)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第一输出端(106)，并且所述第一晶体管(MCG1)还具有耦接到所述第一输入端(102)的第一源极(112)；第二晶体管(MCS1)，具有耦接到所述第一输入端(102)的第二栅极(116)、耦接到所述第二输出端(108)的第二漏极(118)，使得流过所述第二漏极(118)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第二输出端(108)，并且所述第二晶体管(MCS1)还具有耦接到第一电压轨(122)的第二源极(120)；第三晶体管(MCS2)，具有耦接到所述第二输入端(104)的第三栅极(124)、耦接到所述第一输出端(106)的第三漏极(126)，使得流过所述第三漏极(126)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第一输出端(106)，并且所述第三晶体管(MCS2)还具有耦接到所述第一电压轨(122)的第三源极(128)；第四晶体管(MCG2)，具有耦接到所述第二输出端(108)的第四漏极(130)，使得流过所述第四漏极(130)的除了寄生损耗之外的所有信号电流流过所述第二输出端(108)，并且所述第四晶体管(MCG2)还具有耦接到所述第二输入端(104)的第四源极(132)；第一负载(ZL1)，耦接在所述第一输出端(106)和第二电压轨(136)之间；第二负载(ZL2)，耦接在所述第二输出端(108)和所述第二电压轨(136)之间；第一电感元件(L1)，耦接在所述第一输入端(102)和第三电压轨(138)之间；以及第二电感元件(L2)，耦接在所述第二输入端(104)和所述第三电压轨(138)之间；其中，所述第一晶体管(MCG1)的跨导在±5％的范围内实质上等于所述第四晶体管(MCG2)的跨导；并且其中，所述第二晶体管(MCS1)的跨导在±5％的范围内实质上等于所述第三晶体管(MCS2)的跨导。2.根据权利要求1所述的放大器(100)，其中，所述第一晶体管(MCG1)具有耦接到偏置电压轨(140)的第一栅极(114)，并且所述第四晶...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·马斯坦托诺，斯文·马特森，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE
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