高增益平坦度射频放大器电路制造技术

本申请适用于半导体通信技术领域，提供了一种高增益平坦度放大器电路，该电路包括：第一场效应管M1、第二场效应管M2、阻性负载ZL、扼流电感L1和源极电阻R2；本申请的输入信号在经过一级放大后分成两路信号，一路信号进入二级放大电路，一路信号通过阻性负载，然后与二级放大电路的输出信号合路后输出。通过此架构，电路可保证低频段平坦度性能优异的同时，又降低了高频带外增益，从而起到抑制带外增益的效果。两路信号合路后可在一定频段内获得极佳的增益平坦度，避免了工作频段内增益随频率升高降低的现象。该设计思路避免了多级放大电路的复杂电路架构，也避免了分布式放大器的高噪声系数，实现了一定频段内，增益随着频率变化的变化量极小的技术效果。变化量极小的技术效果。变化量极小的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
高增益平坦度射频放大器电路


[0001]本申请属于半导体通信
，尤其涉及高增益平坦度射频放大器电路。

技术介绍

[0002]射频放大器的增益平坦度一般指工作频段内的增益变化大小，用ΔG来表示。放大器的增益平坦度对系统链路的增益控制及信号质量极其重要，对超宽带信号应用场景尤其重要。一般改善链路增益平坦度的方法是在电路中增加均衡器、采用正斜率增益的放大器，或者采用高平坦度放大器级联。
[0003]常规放大器受限于芯片工艺及结构等，一般呈现负增益特性，即高频增益比低频增益低。业界常用改善放大器增益平坦度的方法有分布式结构(Distributed)，其特点为在超宽频段情况下，放大器高频增益相对于低频增益不明显降低。但分布式放大器的噪声系数(NF，Noise Figure)比较大，一般都超过2.5dB，而且结构复杂，功耗高。现有技术存在不足。

技术实现思路

[0004]本申请为了解决常规放大器负增益特性的缺点，提供了一种基于两级放大的高增益平坦度射频放大器结构。通过采用阻性负载，在一定频段内提供极佳的增益平坦度性能。
[0005]本申请提供了一种高增益平坦度射频放大器电路，包括第一场效应管M1、第二场效应管M2、阻性负载ZL、扼流电感L1和源极电阻R2；输入端RFin连接所述第一场效应管M1的栅极，所述第一场效应管M1的漏极连接至所述第二场效应管M2的栅极；同时所述第一场效应管M1的漏极还通过阻性负载Z
L
连接至输出端RFout；所述第一场效应管M1的源极接地；所述第二场效应管M2的漏极连接所述输出端RFout，同时，还通过所述扼流电感L1连接至电源VDD；所述第二场效应管M2的源极通过所述源极电阻R2接地。
[0006]本申请在二级放大电路的一级放大输出端对输出信号进行分路设置，一路继续第二级放大，一路接入阻性负载在保证低频区域平坦度性能优异的同时，高频区域的增益出现陡降，从而起到抑制带外增益的效果。两路信号合路后可在一定频率内获得极佳的增益平坦度，避免了工作频段内增益随频率下降的现象。该设计思路避免了多级放大电路的复杂电路架构，也避免了分布式放大器的高噪声系数，实现了一定频段内，增益变化量随着频率变化极小的技术效果。
附图说明
[0007]图1是本申请实施例一提供的高增益平坦度放大器电路的结构示意图；
[0008]图2是本申请实施例二提供的高增益平坦度放大器电路的结构示意图；
[0009]图3是本申请实施例三提供的高增益平坦度放大器电路的结构示意图；
[0010]图4是本申请实施例四提供的高增益平坦度放大器电路的结构示意图。
具体实施方式
[0011]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0012]以下结合具体实施例对本申请的具体实现进行详细描述：
[0013]图1示出了本申请实施例一提供的高增益平坦度放大器电路的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，详述如下：一种高增益平坦度放大器电路，包括第一场效应管M1、第二场效应管M2、阻性负载ZL、扼流电感L1和源极电阻R2。
[0014]输入端RFin连接第一场效应管M1的栅极G1，第一场效应管M1的漏极D1连接至第二场效应管M2的栅极G2，构成二级放大电路。同时第一场效应管M1的漏极D1还通过阻性负载ZL连接至输出端RFout；第一场效应管M1的源极S1接地；第二场效应管M2的漏极D2连接输出端RFout。第二场效应管M2的漏极D2还通过扼流电感L1连接至电源VDD。第二场效应管M2的源极S2通过源极电阻R2接地。
[0015]具体的，射频信号由输入端RFin进入，经过第一场效应管M1和第二场效应管M2共同放大后，由输出端RFout输出。射频信号RFin进入放大电路的第一场效应管M1放大后，由第一场效应管M1的漏极D1输出时，该信号被分为Path1和Path2两路。Path1信号经过阻性负载ZL后与输出端RFout相连；Path2经过放大电路的第二场效应管M2进一步放大后，由第二场效应管M2的漏极D2输出，并与Path1信号合路经过RFout输出。
[0016]通过分析图1的等效小信号电路，计算引入ZL后的电路增益为其中gm1，gm2分别为第一场效应管M1和第二场效应管M2的跨导，ZL为阻性负载阻抗，ZL1为扼流电感L1引入的阻抗。
[0017]在具体实施时，一般情况下，gm2*ZL1会远大于1，所以有(gm2*ZL1
‑
1)≈gm2*ZL1，故最终的电路等效增益可以表示为：说明电路的增益与电路的扼流电感L1无关，仅由跨导与阻性负载ZL确定，当ZL为纯电阻时，电路增益与负载的频率特性无关，故可在一定频率内获得极佳的增益平坦度。
[0018]同时，二级放大电路中，第二场效应管M2的偏置与第一场效应管M1的漏极电压相同，即由电源VDD经过阻性负载ZL降压后提供。有利于通过调节与第二场效应管M2连接的源极电阻R2与阻性负载ZL来调节第二场效应管M2的偏置点。
[0019]进一步的，第一场效应管M1的栅极G1还连接偏置电路Bias。
[0020]如图2
‑
4示出了基于实施例一进行改进的实施例二、实施例三和实施例四，在具体施例中，如附图4所示，阻性负载ZL由电阻R1并联电容C2形成的负载网络构成，电阻R1和电容C2分别连接在第一场效应管M1的漏极D1与输出端RFout之间，使得经过其的Path1信号在不改变低频区域的平坦度时，高频区域的增益陡降，但达到抑制带外增益的效果。在其他实施例中，阻性负载ZL由纯电阻R1构成，可以有效的简化电路结构。
[0021]如图2所示，偏置电路Bias包括第三场效应管M3、电阻R4、电阻R5；所述第三场效应管M3的源极S3接地，所述第三场效应管M3的栅极G3通过所述电阻R4与所述第一场效应管M1
的栅极G1连接，所述第三场效应管M3的漏极D3通过所述电阻R5与电源VDD连接。为所述第一场效应管M1提供偏置电压。
[0022]如图4所示，在优选的实施例中，偏置电路Bias由有源偏置网络或者串联电阻R3构成；串联电阻R3串联在第一场效应管M1的栅极G1和第二场效应管M2源极S2之间，可以满足第一场效应管M1的偏置需求，从而省略单独的偏置电路Bias。
[0023]如图3、图4所示，源极电阻R2两端并联有接地电容C1。通过并联该接地电容C1，可以使得第二场效应管M2有更好的接地性能，进而提高电路的稳定性。
[0024]本申请实施例的放大电路与传统的放大器相比，除了提供高增益、低噪声外，还能提高增益平坦度，也就是说在一定频段内，增益变化量随着频率变化极小。
[0025]以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高增益平坦度放大器电路，包括第一场效应管M1、第二场效应管M2、阻性负载ZL、扼流电感L1和源极电阻R2；其特征在于，输入端RFin连接所述第一场效应管M1的栅极，所述第一场效应管M1的漏极连接至所述第二场效应管M2的栅极；同时所述第一场效应管M1的漏极还通过阻性负载ZL连接至输出端RFout；所述第一场效应管M1的源极接地；所述第二场效应管M2的漏极连接所述输出端RFout，同时，还通过所述扼流电感L1连接至电源VDD；所述第二场效应管M2的源极通过所述源极电阻R2接地。2.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述第一场效应管M1的栅极还连接偏置电路Bias。3.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述阻性负载ZL由负载网络或者纯电阻R1构成。4.如权利要求3所述的放大器电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建辉，
申请(专利权)人：西安博瑞集信电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：