本公开涉及紧凑型低噪声放大器系统。公开一种低噪声放大器系统。包括：主放大器，其具有耦合到RF输入的主输入和连接到RF输出的主输出；以及阻抗放大器，其具有耦合到所述RF输入的阻抗输入和耦合到所述RF输出的阻抗输出，其中所述阻抗放大器被配置成提供到所述主放大器的输入阻抗匹配。所述阻抗放大器还提供通过所述阻抗放大器的第一噪声路径，使得由所述阻抗放大器生成的噪声与通过经过所述主放大器的第二噪声路径的噪声大体上异相。的第二噪声路径的噪声大体上异相。的第二噪声路径的噪声大体上异相。
【技术实现步骤摘要】
紧凑型低噪声放大器系统
[0001]相关申请
[0002]本申请与__________提交的标题为“具有寄生电容中和的低噪声放大器(LOW NOISE AMPLIFIER WITH PARASITIC CAPACITANCE NEUTRALIZATION)”的序列号为__________的美国专利申请相关，该美国专利申请的公开内容全文以引用的方式并入本文中。
[0003]本公开涉及低噪声放大器，且具体地涉及作为无线手持机的组件的类型的紧凑型低噪声放大器。
技术介绍
[0004]需要噪声消除低噪声放大器系统，以消除相对较大的输入匹配电感器并实现紧凑的形状因数。然而，由于阻抗放大器输出处的寄生电容，先前的噪声消除尝试导致宽带能力的严重限制。此外，先前的噪声消除尝试仅应用于固定增益低噪声放大器或可变增益放大器的最大增益状态，而在较低增益下，允许噪声指数降级。因此，仍然需要一种低噪声放大器系统，所述低噪声放大器系统消除相对大的输入匹配电感器且实现紧凑的形状因素，同时在较低增益范围和较高增益范围两者上提供期望的噪声因数。
技术实现思路
[0005]公开一种低噪声放大器(LNA)系统。包括：主放大器，其具有耦合到RF输入的主输入和连接到RF输出的主输出；以及阻抗放大器，其具有耦合到RF输入的阻抗输入和耦合到RF输出的阻抗输出，其中阻抗放大器被配置成提供到主放大器的输入阻抗匹配。阻抗放大器还提供通过阻抗放大器的第一噪声路径，使得由阻抗放大器生成的噪声与通过经过主放大器的第二噪声路径的噪声大体上异相以大体上消除噪声。
[0006]此外，LNA系统除了展现低噪声指数和极宽带宽之外，还展现改进的线性。在一些实施例中，放大器仅需要一个输出电感器，其可以是输出匹配网络的一部分。此外，LNA系统的一些实施例可以在标准互补金属氧化物半导体工艺中完全集成到相对极小的管芯区域中。另外，在一些实施例中，LNA系统可以被配置成提供可调整的增益。此外，在一些实施例中，中和放大器被配置成减少第一噪声路径内的寄生电容负载。
[0007]本领域的技术人员将在结合附图阅读优选实施例的以下详细描述之后了解本公开的范围并且认识到本公开的另外的方面。
附图说明
[0008]并入本说明书中并形成本说明书的一部分的附图示出了本公开的几个方面，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
[0009]图1描绘根据本公开的具有双路径LNA架构的低噪声放大器(LNA)系统，所述双路
径LNA架构提供紧凑的大小、具有噪声减少的宽带放大以及增加的线性。
[0010]图2描绘其中主放大器是跨导型放大器的LNA系统的示例性实施例。
[0011]图3描绘LNA系统的示例性实施例，其中阻抗放大器具有互补晶体管结构，主放大器具有级联晶体管结构，且隔离放大器具有源极跟随器结构。
[0012]图4描绘其中阻抗放大器独立地经电流偏置的LNA系统的示例性实施例。
[0013]图5描绘其中阻抗放大器独立地经电流偏置的LNA系统的示例性实施例。
[0014]图6描绘在非反相噪声路径内采用阻抗变换级以辅助求和节点处的信号求和而大体上不生成额外噪声的替代实施例。
[0015]图7描绘采用ZLOAD的输出阻抗电路中的分接点来执行非反相噪声路径的阻抗变换的实施例。
[0016]图8描绘LNA系统的示例性实施例，所述LNA系统被配置成采用与非反相噪声路径组合的输出负载分接头来按比例缩放增益和阻抗电平。
[0017]图9描绘LNA系统的另一示例性实施例，其中阻抗放大器被配置成通过使用共栅极放大器拓扑借助于开环有源阻抗匹配来提供有源输入阻抗匹配。
[0018]图10是用于主放大器的分段LNA配置的示例性实施例。
[0019]图11A描绘针对引起既定处于断开状态的分段LNA配置的片段中的泄漏电流的浮动主体效应的第一示例性解决方案。
[0020]图11B描绘针对引起既定处于断开状态的分段LNA配置的LNA片段中的泄漏电流的浮动主体效应的第二示例性解决方案。
[0021]图12A描绘针对浮动主体效应的第三示例性解决方案，其中个别LNA片段具有使泄漏电流最小化的体接触晶体管。
[0022]图12B描绘针对浮动主体效应的第四示例性解决方案，其中个别LNA片段具有使泄漏电流最小化的体接触晶体管。
[0023]图13A描绘体接触晶体管处于断开状态的有源LNA片段。
[0024]图13B描绘体接触晶体管处于接通状态的解除激活LNA片段。
[0025]图14描绘基于图12A中所描绘的LNA片段被配置成多片段LNA的主放大器的示例性实施例。
[0026]图15描绘基于图12B中所描绘的LNA片段被配置成多片段LNA的主放大器的示例性实施例。
[0027]图16是根据本公开的LAN系统集成电路的尺寸图。
[0028]图17示出根据本公开的LNA在VDD＝1.2V、温度＝25℃和工艺＝标称下的模拟性能。
[0029]图18描绘LNA系统的实施例的实例，所述LNA系统在某些应用中可以提供少于所需的噪声减少。
[0030]图19描绘LNA系统的经修改型式的示例性实施例，其解决了非反相噪声路径与反相噪声路径之间的失配增益的第一个不合需要的问题。
[0031]图20描绘LNA系统的经修改型式的另一示例性实施例，其解决了非反相噪声路径与反相噪声路径之间的失配增益的第一个不合需要的问题。
[0032]图21描绘LNA系统的经修改型式的又一示例性实施例，其也解决了非反相噪声路
径与反相噪声路径之间失配增益的第一个不合需要的问题。
[0033]图22描绘示出噪声消除的必要条件的LNA系统的示例性实施例。
[0034]图23示出归因于位于隔离放大器的隔离输入处的节点处的寄生电容而导致的对噪声消除配置的带宽限制。
[0035]图24描绘LNA系统的示例性实施例，所述LNA系统通过确保跨寄生电容中的每一个的电压电平相等来提供电容负载的中和。
[0036]图25描绘LNA系统的示例性实施例，其中第二中和放大器具有耦合在反相噪声路径内的第二中和输入。
[0037]图26描绘LNA系统的另一示例性实施例，其提供电容负载的中和，同时为中等带宽和高带宽应用路径提供带宽扩展。
具体实施方式
[0038]下文阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实践实施例并且说明实践实施例的最佳模式所必需的信息。在根据附图阅读以下描述时，本领域技术人员将理解本公开的概念，并将认识到这些概念在此未特别述及的应用。应理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。
[0039]应理解，尽管术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低噪声放大器系统，包括：
●
主放大器，具有耦合到RF输入的主输入和连接到RF输出的主输出；以及
●
阻抗放大器，具有耦合到所述RF输入的阻抗输入和耦合到所述RF输出的阻抗输出，其中所述阻抗放大器被配置成提供到所述主放大器的输入阻抗匹配且提供通过所述阻抗放大器的第一噪声路径，使得由所述阻抗放大器生成的噪声与通过经过所述主放大器的第二噪声路径的噪声大体上异相。2.根据权利要求1所述的低噪声放大器系统，进一步包括：
●
反馈电阻器，耦合在所述阻抗输入和所述阻抗输出之间，其中所述反馈电阻器具有可控的可变电阻；以及
●
增益匹配控制器，被配置成控制所述可控的可变电阻，使得所述第一噪声路径中的噪声的第一增益与所述第二噪声路径中的噪声的第二增益匹配。3.根据权利要求2所述的低噪声放大器系统，其中所述主放大器被配置成具有可控的可变增益。4.根据权利要求3所述的低噪声放大器系统，其中所述主放大器的所述可控的可变增益能够由外部处理器借助于数字接口来设定。5.根据权利要求3所述的低噪声放大器系统，其中所述主放大器是分段放大器，所述分段放大器被配置成经由可选放大器片段的数字激活和数字解除激活而具有所述可控的可变增益。6.根据权利要求5所述的低噪声放大器系统，其中所述可选放大器片段经二进制加权。7.根据权利要求5所述的低噪声放大器系统，其中所述可选放大器片段经线性加权。8.根据权利要求5所述的低噪声放大器系统，其中每一可选放大器片段包括：
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上部晶体管，具有主体端子；
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下部晶体管，在电压源和固定电压节点之间以级联配置耦合到所述上部晶体管；
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体接触晶体管，耦合在所述主体端子和所述固定电压节点之间；以及
●
驱动器，被配置成将所述体接触晶体管驱动到其中电流大体上流经所述上部晶体管和所述下部晶体管的断开状态，且被配置成将所述体接触晶体管驱动到其中上部晶体管被驱动到断开状态的接通状态，所述断开状态大体上限制穿过所述上部晶体管和所述下部晶体管的泄漏电流。9.根据权利要求8所述的低噪声放大器系统，进一步包括从所述主体端子耦合到所述上部晶体管和所述下部晶体管之间的节点的体接触电阻器。10.根据权利要求1所述的低噪声放大器系统，进一步包括隔离放大器，所述隔离放大器具有耦合到所述阻抗输出的隔离输入和耦合到所述RF输出的隔离输出。11.根据权利要求10所述的低噪声放大器系统，进一步包括中和放大器，所述中和放大器包括被配置成减小所述第一噪声路径内的寄生电容负载的中和放大器。12.根据权利要求11所述的低噪声放大器，其中所述中和放大器具有在第一寄生电容的一侧耦合到所述隔离输入的第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：QORVO美国公司，
类型：发明
国别省市：
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