一种双模双频二次电流复用低噪声放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，包括：电阻反馈自偏置电流复用输入级放大电路，将输入射频信号进行放大；输出级放大电路，将输入射频信号进行二次放大；增益调节模块，实现DC电流分离从而控制输出NMOS管的DC电流以改变输出级放大电路的增益、控制增益高低模式；频段调节模块，通过改变变容二极管电容控制电压的高低以改变变容二极管的容值大小并与反馈电容串联，从而改变输入匹配网络的电容大小实现不同频带输入匹配，通过数字控制开关开启关闭以改变第二负载电容接入与否而改变输出匹配网络电容大小；控制电压模块，在选择信号的控制下选择输出不同电压分别控制增益调节模块和频段调节模块实现增益选择和频段选择。

A dual mode dual frequency two frequency multiplex low noise amplifier

The invention discloses a dual-mode dual band low noise amplifier two times the current reuse, including: resistance feedback self bias current multiplexed input amplifier circuit, amplify the input RF signal; the output amplifier circuit, the input RF signal is two times amplification; gain control module, the realization of DC current separation so as to control the current output NMOS DC tube to change the output stage amplifier circuit, gain control gain level mode; frequency adjustment module, by changing the capacitance of varactor diode voltage level control to change the capacitance value and the feedback capacitor size series varactor diode, thus changing the size of the input capacitance matching network to achieve different frequency input matching, open and close to second the load capacitance access or not to change the output matching network capacitance through digital control switch; the control voltage in the module. Under the control of selected signals, the gain and frequency modulation modules are controlled by different voltages and the gain selection and frequency selection are realized.

【技术实现步骤摘要】
一种双模双频二次电流复用低噪声放大器
本专利技术涉及一种低噪声放大器，特别是涉及一种双模双频二次电流复用低噪声放大器。
技术介绍
LNA作为射频接收机第一个模块，其噪声性能NF对接收系统灵敏度至关重要，需要优化设计。另外，随着通信技术发展，要求射频器件支持多模多频低功耗应用，以节省PCB空间，降低成本。图1-图3为三种传统LNA(LowNoiseAmplifier，低噪声放大器)的结构示意图。图1所示LNA的输入级放大电路由输入隔直电容Cg、偏置电感Lg、补偿电容Cex、源极负反馈电感Ls和输入NMOS管Min组成，偏置电感Lg连接偏置电压Vb，在给输入NMOS管Min提供偏置电压的基础上还与输入隔直电容Cg和补偿电容Cex形成输入匹配网络，源极负反馈电感Ls主要用于完成窄带噪声功率匹配，输入NMOS管Min的漏极输出连接至输出级放大电路的输入端即输出NMOS管Mo的源极，偏置电阻Rb、输出隔直电容Co、负载电感Ld、负载电容Cd和输出NMOS管Mo组成输出级放大电路，负载电感Ld、负载电容Cd组成窄带谐振网络，偏置电阻Rb由电源Vdd连接至输出NMOS管Mo的栅极，用于给输出NMOS管Mo提供偏置电压；图2所示LNA的输入级放大电路由输入隔直电容Cg、输入电感Lg、偏置电阻R1、第一负载电感L1、级间耦合电容C、源极负反馈电感Ls和输入NMOS管Min组成，偏置电阻R1由电源Vdd连接至输入电感Lg后再连接至输入NMOS管Min的栅极以给输入NMOS管Min提供偏置电压，输入隔直电容Cg和输入电感Lg形成输入匹配网络，源极负反馈电感Ls主要用于完成窄带噪声功率匹配，第一负载电感L1连接至输出级放大电路的输出NMOS管Mo的源极并经交流接地电容Cgnd交流接地，输入NMOS管Min的漏极输出通过级间隔直电容C连接至输出级放大电路的输入端即输出NMOS管Mo的栅极，偏置电阻R2、输出隔直电容Co、负载电感Lo、交流接地电容Cgnd和输出NMOS管Mo组成输出级放大电路，负载电感Lo由电源Vdd连接至输出NMOS管Mo的漏极并与输出隔直电容Co组成窄带谐振网络，偏置电阻R2由电源Vdd连接至输出NMOS管Mo的栅极，用于给输出NMOS管Mo提供偏置电压，交流接地电容Cgnd由输出NMOS管Mo的源极连接至地以提供交流短路点；图3的LNA为电流复用结构，NMOS管Minn和PMOS管Minp偏置电流复用，输入隔直电容Cg和输入电感Lg形成输入匹配网络以将输入信号RFin连接至NMOS管Minn和PMOS管Minp的栅极，源极负反馈电感Ls主要用于完成窄带噪声功率匹配，反馈电阻Rf用于提供直流偏置和负反馈，NMOS管Minn和PMOS管Minp的漏极经输出隔直电容Co输出经放大的射频信号RFout。现有技术的LNA均采用了源极电感负反馈，属于窄带噪声功率匹配，虽然采用了电流复用，但是增益有限且固定，输入输出匹配网络均为窄带匹配，不适于多模多频应用。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，以通过采用双电流复用降低功耗优化噪声与增益。本专利技术之另一目的在于提供一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，可实现高增益及低增益模式，增益可以控制，适用于不同模式对增益要求不同需求。本专利技术之再一目的在于提供一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，其通过数字控制，调节匹配电路元件，可以工作两个不同工作频带。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，包括：电阻反馈自偏置电流复用输入级放大电路，用于将输入射频信号进行放大；输出级放大电路，用于将所述输入射频信号进行二次放大，输入级与输出级电流复用共享偏置电流，实现低功耗高增益；增益调节模块，用于实现DC电流分离从而控制输出NMOS管的DC电流以改变所述输出级放大电路的增益、控制增益的高低模式；频段调节模块，用于通过改变变容二极管电容控制电压的高低以改变变容二极管的容值大小并与反馈电容串联，从而改变输入匹配网络的电容大小，实现不同频带输入匹配，并通过数字控制开关开启关闭以改变第二负载电容接入与否而改变输出匹配网络电容大小，实现不同频带输出匹配；控制电压模块，用于在选择信号的控制下选择输出不同电压分别控制所述增益调节模块和所述频段调节模块以实现增益选择和频段选择。进一步地，所述电阻反馈自偏置电流复用输入级放大电路包括输入隔直电容、输入电感、第一补偿电容、源极负反馈电感、第一衬底电阻、反馈电阻、第二补偿电容、第二衬底电阻以及输入NMOS管和输入PMOS管。进一步地，所述输入射频信号经所述输入隔直电容连接至所述输入电感之一端，所述输入电感之另一端连接至所述输入NMOS管的栅极、第一补偿电容的一端、所述频段调节模块、所述第二补偿电容的一端、所述反馈电阻之一端、所述输入PMOS管的栅极，所述第一补偿电容的另一端连接至所述输入NMOS管的源极和所述源极负反馈电感的一端、所述第一衬底电阻的一端，所述源极负反馈电感的另一端接地，第一衬底电阻的另一端接所述输入NMOS管的体端，所述第二补偿电容的另一端连接至所述输入PMOS管的源极、第二衬底电阻的一端、所述输出级放大电路与所述增益调节模块，所述第二衬底电阻的另一端接所述输入PMOS管的体端。进一步地，所述输出级放大电路包括级间耦合电容、交流短路电容、第一偏置电阻、输出隔直电容、负载电感、第一负载电容和输出NMOS管。进一步地，所述输出NMOS管的源极连接所述所述第二补偿电容、交流短路电容的一端，所述交流短路电容另一端接地，所述输出NMOS管的栅极通过所述级间耦合电容连接所述输入PMOS管的漏极，所述输出NMOS管的漏极与增益调节模块、频段调节模块、所述输出隔直电容的一端、负载电感的一端、第一负载电容的一端相连，所述输出隔直电容的另一端即射频信号输出端，所述负载电感的另一端、第一负载电容的另一端连接至电源。进一步地，所述增益调节模块包括第二偏置电阻和增益控制NMOS管。进一步地，所述增益控制NMOS管的源极连接所述第二补偿电容、所述输入PMOS管的源极、所述交流短路电容、所述第二衬底电阻的、所述输出NMOS管的源极，栅极经所述第二偏置电阻连接至所述控制电压模块，漏极连接所述输出NMOS管的漏极、所述输出隔直电容、负载电感、所述第一负载电容以及所述频段调节模块。进一步地，所述频段调节模块包括第一频段调节电路和第二频段调节电路，电路反馈电容、变容二极管电容、第一控制电阻组成第一频段调节电路，用于通过改变变容二极管电容控制电压的高低以改变变容二极管的容值大小并与反馈电容串联，从而改变输入匹配网络的电容大小，实现不同频带输入匹配，开关、第二负载电容、第二控制电阻组成第二频段调节电路，用于通过数字控制开关开启关闭以改变第二负载电容接入与否而改变输出匹配网络电容大小，实现不同频带输出匹配。进一步地，所述反馈电容的一端连接所述输入电感、所述输入NMOS管的栅极、第一补偿电容、反馈电容、第二补偿电容、反馈电阻以及输入PMOS管的栅极，所述反馈电容另一端连接至所述变容二极管电容的阴极和第一控制电阻的一端，第一控制电阻的另一端连接至所述控制电压模块，所述变容二极管电容阳极连接反馈电阻、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，包括：电阻反馈自偏置电流复用输入级放大电路，用于将输入射频信号进行放大；输出级放大电路，用于将所述输入射频信号进行二次放大，输入级与输出级电流复用共享偏置电流，实现低功耗高增益；增益调节模块，用于实现DC电流分离从而控制输出NMOS管的DC电流以改变所述输出级放大电路的增益、控制增益的高低模式；频段调节模块，用于通过改变变容二极管电容控制电压的高低以改变变容二极管的容值大小并与反馈电容串联，从而改变输入匹配网络的电容大小，实现不同频带输入匹配，并通过数字控制开关开启关闭以改变第二负载电容接入与否而改变输出匹配网络电容大小，实现不同频带输出匹配；控制电压模块，用于在选择信号的控制下选择输出不同电压分别控制所述增益调节模块和所述频段调节模块以实现增益选择和频段选择。

【技术特征摘要】
1.一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，包括：电阻反馈自偏置电流复用输入级放大电路，用于将输入射频信号进行放大；输出级放大电路，用于将所述输入射频信号进行二次放大，输入级与输出级电流复用共享偏置电流，实现低功耗高增益；增益调节模块，用于实现DC电流分离从而控制输出NMOS管的DC电流以改变所述输出级放大电路的增益、控制增益的高低模式；频段调节模块，用于通过改变变容二极管电容控制电压的高低以改变变容二极管的容值大小并与反馈电容串联，从而改变输入匹配网络的电容大小，实现不同频带输入匹配，并通过数字控制开关开启关闭以改变第二负载电容接入与否而改变输出匹配网络电容大小，实现不同频带输出匹配；控制电压模块，用于在选择信号的控制下选择输出不同电压分别控制所述增益调节模块和所述频段调节模块以实现增益选择和频段选择。2.如权利要求1所述的一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，其特征在于：所述电阻反馈自偏置电流复用输入级放大电路包括输入隔直电容、输入电感、第一补偿电容、源极负反馈电感、第一衬底电阻、反馈电阻、第二补偿电容、第二衬底电阻以及输入NMOS管和输入PMOS管。3.如权利要求2所述的一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，其特征在于：所述输入射频信号经所述输入隔直电容连接至所述输入电感之一端，所述输入电感之另一端连接至所述输入NMOS管的栅极、第一补偿电容的一端、所述频段调节模块、所述第二补偿电容的一端、所述反馈电阻之一端、所述输入PMOS管的栅极，所述第一补偿电容的另一端连接至所述输入NMOS管的源极和所述源极负反馈电感的一端、所述第一衬底电阻的一端，所述源极负反馈电感的另一端接地，第一衬底电阻的另一端接所述输入NMOS管的体端，所述第二补偿电容的另一端连接至所述输入PMOS管的源极、第二衬底电阻的一端、所述输出级放大电路与所述增益调节模块，所述第二衬底电阻的另一端接所述输入PMOS管的体端。4.如权利要求3所述的一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，其特征在于：所述输出级放大电路包括级间耦合电容、交流短路电容、第一偏置电阻、输出隔直电容、负载电感、第一负载电容和输出NMOS管。5.如权利要求4所述的一种双模双频二次电流复用低噪声放大器，其特征在于：所述输出NMOS管的源极连接所述所述第二补偿电容、交流短路电容的一端，所述交流短路电容另一端接地，所述输出NMOS管的栅极通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴若凡，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31