放大器、衰减模块以及用来衰减射频信号之方法技术

本发明专利技术揭示了一种放大器、衰减模块以及用来衰减射频信号之方法。其中 放大器，包含一放大模块以及一衰减模块，该放大模块耦接于一输入节点。该 衰减模块包含一衰减电阻以及一阻抗补偿单元，该衰减电阻耦接于该输入节点。 该阻抗补偿单元耦接于该输入节点，用来于一输入射频信号被该衰减模块衰减 时，补偿一输入阻抗。本发明专利技术提供的放大器可提高接收灵敏度，而且具有整体 系统的功率消耗下降的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于射频电子装置的放大器、衰减模块以及用来衰减射频 信号之方法。
技术介绍
随着无线通信技术不断的快速发展，在无线通讯设备之间几乎成功地做到无所不在的连接。射频(Radio Frequency, RF)收发器是无线通信装置的重要组成 部分。用在无线通信设备的大部分射频集成电路运用的是砷化镓或硅双载子 (silicon bipolar)技术。近年来，互补式金属-氧化物-半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor , CMOS)技术将金属-氧化物-半导体 (Metal-Oxide-Semiconductor, MOS)晶体管的截止频率(&)提高到几十千兆赫 (GHz)的能力，这些射频集成电路也能够利用CMOS制造技术来加以实现。利用 CMOS的射频收发器的其中一个好处是让数字化功能更容易实现。也因此，使 用低成本的单一芯片生产的无线设备系统也成为趋势。低噪声放大器(LowNoise Amplifier, LNA)是前端的无线通信设备之中最重要的组件之一，并已广泛应用 于各种不同设备，例如无线射频通讯设备，诸如无线计算器网络和移动电话等 等。对低噪声放大器来说，信号的增益线性度(gain linearity)是一个重要的搡作 特征。基本上低噪声放大器除了必须同时满足低噪声、高线性度的特性外，由 低噪声放大器本身产生的噪声需远小于输入信号以致到可忽略不计的程度。事 实上，低噪声放大器的线性度一直都是考虑效能的最重要因素。增益线性度一 般是与输入级放大器的金属氧化物半导体场效应晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor , MOSFET)的转导值 (transconductance)有关。举例来说，当输入信号操作在低频时，搡作在饱和区的 MOSFET的转导值为常数，当输入信号操作在高频时，转导值则可能依据输入 信号的函数特性而变动，导致输入信号非线性地放大。为了解决非线性放大的 问题，在输入级晶体管使用低掺杂源极(source degeneration)以增加放大器的线性度。传统上，使用电感器也是一个达到低掺杂源极的方式。不过，由于电感器 的面积较大，其阻抗随其操作频率变动。此外，如果不加以适当的控制，低噪 声放大器于实际应用中增益也会随着制造工艺和温度而变化。
技术实现思路
为了放大微弱的射频信号，以提高接收灵敏度，本专利技术之一目的在于提供一种放大器，其特征在于包含 一放大模块，耦接于一输入节点；以及一衰减 模块，包含 一衰减电阻，耦接于所述输入节点；以及一阻抗补偿单元，耦接 于所述输入节点，用来于一输入射频信号被所述衰减模块衰减时，补偿一输入 阻抗。本专利技术之另一目的在于提供一种衰减模块，其包含一晶体管、 一衰减电阻 以及一阻抗补偿模块。所速衰减电阻耦接于所述晶体管之一输入端。所述阻抗 补偿单元耦接于所述衰减电阻，用来于一输入射频信号被所述衰减模块衰减时， 补偿一输入阻抗。本专利技术之又一目的提供一种用来衰减射频信号的方法，其包含利用一衰减 电阻衰减所述输入射频信号之振幅；以及利用一阻抗补偿单元，补偿一输入阻 抗，其中所述阻抗补偿单元包含一开关单元以及一电阻，所述电阻耦^接于所述 开关单元。本专利技术的低噪声放大器提供一个高增益放大模块用来放大微弱的射频信 号，以提高接收灵敏度，此外，本专利技术的低噪声放大器另提供一低增益衰减模 块，用来衰减强烈射频输入信号并降低后续电路区块对线性度的要求。低噪声 放大器不论在高、低增益条件下都能提供适当的阻抗匹配，并减少低增益模式 时的消耗功率，所以整体系统的功率消耗得以下降。为让本专利技术之上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，配合所附图 式，在下文作详细说明。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的低噪声放大器的电路示意图。 图2绘示外部输入阻抗匹配模块和输出阻抗匹配模块与图1的低噪声放大 器配合运作的电路示意图。图3是图1的低噪声放大器操作于高增益模式和低增益模式的关系示意图。具体实施例方式在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属 领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同 一个组 件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而 是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当 中所提及的包含是为开放式的用语，故应解释成包含但不限定于。以夕卜， 耦接 一词在此为包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述 第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透 过其他装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。请参考图1,图1是根据本专利技术一实施例的低噪声放大器10的电路示意图。 低噪声放大器10包括一放大模块、 一直流偏压产生单元14、以及一衰减模块， 上述组件皆集成于一单一集成电路(Integrated Circuit, IC)芯片，其中放大模块可 由高增益放大模块12所实施、衰減模块可由低增益衰减模块16所实施。低增 益衰减模块16包括一衰减电阻R3和一阻抗补偿单元17。此外，低噪声放大器 10可与外部的一输入阻抗匹配^莫块26 (参见图2 )和一输出阻抗匹配模块28配 合运作，以分别作为低噪声放大器IO的输入和输出阻抗，其运作方式将详述如 下。请参阅图1以及图2，图2绘示外部输入阻抗匹配模块26和输出阻抗匹配 模块28与图1的低噪声放大器10配合运作的电路示意图。如图1所示，低噪 声放大器10可交替运作于高增益模式和低增益模式。当低噪声放大器10运作 于高增益模式时，来自射频输入端，即输入节点，RF—in的射频输入信号20会 由高增益放大模块12和直流偏压产生单元14放大以产生一射频输出信号22并 于射频输出端，即输出节点，RF—out输出。当低噪声放大器IO运作于低增益模 式时，直流偏压产生单元14会停止运作，但低增益衰减模块16则会启动。射 频输入信号20并不经过高增益放大模块12，而是经由输入低增益衰减模块16 以补偿射频输出信号22。使用上述方式，当接收到一高功率且不需放大的射频 输入信号20时，可节省额外的功率耗损。另外，输出阻抗匹配模块28包含至 少 一个输出端，如图2所示输出阻抗匹配模块28包含两个输出端OUT+与OUT-， 输出端OUT+与OUT-可作为下一级电路方块的交流双输入端，同时输出端OUT+ 与OUT-可通过电感L4， L5, L6以及电容C4耦接到射频输出端RF out。6请继续参阅图1，高增益放大模块12包括电感Ll及双极性晶体管Q0和 Ql(亦可称为第一晶体管和一第二晶体管)。在一实施例中，双极性晶体管QO和 Ql的规格是以实现高增益和低噪声作为考虑。其中双极性晶体管Q0的基极 (base)耦接到射频输入端RF—in,并同时耦合到直流偏压产生单元14以形成一电 流镜。双极性晶体管Ql的射极(emitter)是连接到双极性晶体管Q0的集极 (collector),双极性晶体管Ql的基极则耦接于偏压Vbias，偏压V^可以由偏压 电路25根据增益控制信号加以控制。当低控制模式信号启动时，偏压Vb^会停 止输出，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器，其特征在于包含：　一放大模块，耦接于一输入节点；以及　一衰减模块，包含：一衰减电阻，耦接于所述输入节点；以及一阻抗补偿单元，耦接于所述输入节点，用来于一输入射频信号被所述衰减模块衰减时，补偿一输入阻抗。

【技术特征摘要】
2008.2.19 US 12/033,6561.一种放大器，其特征在于包含一放大模块，耦接于一输入节点；以及一衰减模块，包含一衰减电阻，耦接于所述输入节点；以及一阻抗补偿单元，耦接于所述输入节点，用来于一输入射频信号被所述衰减模块衰减时，补偿一输入阻抗。2. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述阻抗补偿单元包含一开 关单元以及一电阻，所述电阻耦接于所述开关单元。3. 如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述开关单元是一晶体管。4. 如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述阻抗补偿单元另包含一 电容，该电容耦接于所述电阻与该输入节点间。5. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述放大器运作于一第一增 益模式时，透过所述放大模块放大所述输入射频信号；运作于一第二增益模式 时，透过所述衰减模块补偿所述输入射频信号。6. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述放大模块包含一第一晶 体管以及一第二晶体管。7. 如权利要求6所述的放大器，其中所述第一晶体管以及所述第二晶体管 于一第二增益模式时关闭。8. 如权利要求1所述的放大器，其中所述衰减模块包含一第三晶体管。9. 如权利要求8所述的放大器，其中所述第三晶体管于一第一增益模式时 关闭。10. 如权利要求1所述的放大器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家欣，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71