一种电阻并联反馈式差分低噪声放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种电阻并联反馈式差分低噪声放大器，其包括主放大电路，所述主放大电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管及第四MOS管，第一MOS管的栅极端通过第一输入匹配网络与第一差分输入端相连，第二MOS管通过第二输入匹配网络与第二差分输入端相连，所述第一MOS管M1的漏极端与第一MOS管的栅极端间通过第一电阻并联反馈支路相连，第二MOS管的漏极端与第二MOS管的栅极端间通过第二电阻并联反馈支路相连；第一电阻并联反馈支路包括第一电阻及与所述第一电阻串联的第一电容；第二电阻并联反馈支路包括第二电阻及与所述第二电阻串联的第二电容。本发明专利技术减小放大器输出端的寄生电容，提高了放大器输出端到输入端的隔离度，高频特性好，增强了电路稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低噪声放大器，尤其是一种电阻并联反馈式差分低噪声放大器，具体地说是一种用于无线通信接收机系统射频前端芯片中的差分低噪声放大器，属于低噪声放大器的

技术介绍
当今，包括移动通信和无线局域网在内的各类无线通信系统和技术飞速发展，射频集成电路(RFIC)已在世界范围内成为大学、研究所和通信相关产业研究开发的热点。这些无线通信系统的发展形成了一个快速增长的RFIC市场。射频电路之所以受到全世界范围内的关注和研究，是由于它是整个无线收发机系统设计的主要瓶颈。在射频收发机的元件中，RFIC的技术性能要求构成了 RFIC的最大挑战。而与此同时，市场用户对无线产品的·性能要求又是极为苛刻的，即低成本、低功耗、小体积、高性能等，同原先使用体积巨大、代价昂贵、功耗又极其浪费的分立器件来实现无线收发机的方法相比，这是一个巨大的挑战。低噪声放大器是通常是无线接收机系统中的第一个模块，也是不可或缺的关键模块。低噪声放大器的主要功能是将从天线接收的亚微伏特的无线信号放大到一定大小，以方便后继模块对信号进行处理，同时自身引入尽量小的噪声和非线性。这就要求低噪声放大器具有低噪声系数和高增益的属性。同时，低噪声放大器在无线接收机系统信号通路中处在接收天线与混频器之间，为防止本振信号从混频器泄漏到天线前端造成干扰，低噪声放大器还需要具有高隔离度。另外，从市场用户对无线接收机低成本、小体积、低功耗和外围电路简单的要求出发，电阻反馈式差分低噪声放大器是一种较好的满足上述需求的电路。传统的电阻并联反馈式差分低噪声放大器如图I所示，其连接关系为差分射频输入端RFINN和RFINP，分别通过输入匹配网络输入到三极管Ml和M2的栅极，三极管Ml和M2的源极共同接在下端接地的尾电流源ISS的上端，它们的漏极分别接三极管M3和M4的源极，构成一个差分共源共栅电路结构；三极管M3和M4的栅极接在电源VDD上，它们的漏极与电源VDD之间跨接输出负载网络，并且漏极与差分输出端RFOUTP和RFOUTN直接相连。另外，电阻Rl和电容C3串联跨接在三极管Ml的栅极和输出端RF0UTP，电阻R2和电容C4串联跨接在三极管M2的栅极和输出端RF0UTN。传统的电阻并联反馈式差分低噪声放大器如图I所示，其基本工作原理为主放大电路由三极管Ml M4组成，是用于放大的有源器件；输入匹配网络在一定频率范围内近似抵消主放大电路输入阻抗的虚部；电阻并联反馈支路由电阻Rl、R2和Cl、C2组成，提供主放大电路的实部阻抗，以与接收天线的50欧姆输出阻抗相匹配，其中电容Cl、C2用于隔离电阻并联反馈支路两端不同的直流电位；输出负载网络是放大器的负载；电流源ISS为主放大电路提供直流偏置。这种类型的差分低噪声放大器使用电阻并联反馈提供输入阻抗的实部，从而节省了传统源极电感反馈式差分低噪声放大器中主要用来提供输入阻抗实部的两个源极负反馈片上电感，明显减小了芯片面积，降低了流片成本。但是这种方法有其一定的缺陷，因为反馈支路的电阻Rl、R2和电容Cl、C2除了引入的额外的噪声，还会引入放大器输入端和输出端的寄生电容，影响了放大器的高频性能；同时，直接跨接在放大器输入端和输出端的反馈支路在一定程度上降低了放大器输出端到输入端的隔离度，不利于防止后继混频器模块本振大信号向接收天线端的泄漏。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电阻并联反馈式差分低噪声放大器，其减小放大器输出端的寄生电容，提高了放大器输出端到输入端的隔离度，高频特性好，增强了电路稳定性。按照本专利技术提供的技术方案，所述电阻并联反馈式差分低噪声放大器，包括主放大电路，所述主放大电路包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管及第四MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管及第四MOS管形成差分共源共栅电路；第一MOS管的栅极端通过第一输入匹配网络与第一差分输入端相连，第二 MOS管通过第二输入匹配网络与第二差分输入端相连，第一 MOS管的源极端与第二 MOS管的源极端均与尾电流源相连；第三MOS管的栅极端与第四MOS管的栅极端均与电源VDD相连，第三MOS管的漏极端通过第一输出负载网络与电源VDD相连，第四MOS管的漏极端通过第二输出负载网络与电源VDD相连，第三MOS管的漏极端与第一差分输出端相连，第四MOS管的漏极端与第二差分输出端相连；第一MOS管的漏极端与第三MOS管的源极端相连，第二 MOS管(M2)的漏极端与第四MOS管的源极端相连；其特征是所述第一 MOS管(Ml)的漏极端与第一 MOS管的栅极端间通过第一电阻并联反馈支路相连，第二 MOS管的漏极端与第二 MOS管的栅极端间通过第二电阻并联反馈支路相连；第一电阻并联反馈支路包括第一电阻及与所述第一电阻串联的第一电容；第二电阻并联反馈支路包括第二电阻及与所述第二电阻串联的第二电容。所述第一输入匹配网络、第二输入匹配网络工作于窄带状态时，所述第一输入匹配网络包括第一电感及第三电容，所述第三电容的一端与第一差分输入端相连，第三电容的另一端通过第一电感与第一电阻、第一 MOS管的栅极端相连；第二输入匹配网络包括第四电容及第二电感，所述第四电容的一端与第二差分输入端相连，第四电容的另一端通过第二电感与第二MOS管的栅极端及第二电阻相连；第一MOS管、第二 MOS管的栅极端与直流稳压电路相连。所述直流稳压电路包括第一稳压电阻及电源VDD，所述第一稳压电阻的一端与电源VDD相连，另一端通过第二稳压电阻接地；第一稳压电阻)与第二稳压电阻相连的一端通过第三稳压电阻与第一 MOS管的栅极端相连，且第一稳压电阻与第二稳压电阻相连的一端通过第四稳压电阻与第二 MOS管的栅极端相连。所述第一输出负载网络、第二输出负载网络工作于窄带状态时，所述第一输出负载网络包括第三电感、第三可调电阻及第五可调电容，所述第三电感、第三可调电阻及第五可调电容相互并联；第二输出负载网络包括第四电感、第四可调电阻及第六可调电容，所述第四电感、第四可调电阻及第六可调电容相互并联。所述尾电流源包括电源VDD，所述电源VDD通过偏置电流源与第一偏置MOS管的漏极端相连，第一偏置MOS管的漏极端与第一偏置MOS管的栅极端、第二偏置MOS管的栅极端相互连接，且第一偏置MOS管的栅极端通过第九电容接地，第一偏置MOS管的源极端、第二偏置MOS管的源极端均接地，第二偏置MOS管的漏极端与第一 MOS管的源极端、第二 MOS管的源极端相互连接。所述第一输入匹配网络、第二输入匹配网络工作于宽带状态时，第一输入匹配网络包括第九电感，所述第九电感的一端与第一差分输入端相连，第九电感的另一端通过第十电容与第五电感的一端及第七电感的一端相连，第七电感的另一端与第一电阻、第一 MOS管的栅极端相连；第五电感的另一端与直流稳压电路相连，第五电感的两端并联有第七电容；第二输入匹配网络包括第十电感，所述第十电感的一端与第二差分输入端相连，第十电感的另一端与第十一电容的一端相连，所述第十一电容的另一端与第八电感的一端及第六电感的一端相连，所述第六电感的另一端与直流稳压电路相连，第六电感的两端并联有第八电容；第八电感与第十一电容相连的另一端与第二电阻及第二 MOS管的栅极端相连。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻并联反馈式差分低噪声放大器，包括主放大电路，所述主放大电路包括第一MOS管（M1）、第二MOS管（M2）、第三MOS管（M3）及第四MOS管（M4），所述第一MOS管（M1）、第二MOS管（M2）、第三MOS管（M3）及第四MOS管（M4）形成差分共源共栅电路；第一MOS管（M1）的栅极端通过第一输入匹配网络与第一差分输入端（RFINP）相连，第二MOS管（M2）通过第二输入匹配网络与第二差分输入端（RFINN）相连，第一MOS管（M1）的源极端与第二MOS管（M2）的源极端均与尾电流源相连；第三MOS管（M3）的栅极端与第四MOS管（M4）的栅极端均与电源VDD相连，第三MOS管（M3）的漏极端通过第一输出负载网络与电源VDD相连，第四MOS管（M4）的漏极端通过第二输出负载网络与电源VDD相连，第三MOS管（M3）的漏极端与第一差分输出端（RFOUTP）相连，第四MOS管（M4）的漏极端与第二差分输出端（RFOUTN）相连；第一MOS管（M1）的漏极端与第三MOS管（M3）的源极端相连，第二MOS管（M2）的漏极端与第四MOS管（M4）的源极端相连；其特征是：所述第一MOS管（M1）的漏极端与第一MOS管（M1）的栅极端间通过第一电阻并联反馈支路相连，第二MOS管（M2）的漏极端与第二MOS管（M2）的栅极端间通过第二电阻并联反馈支路相连；第一电阻并联反馈支路包括第一电阻（R1）及与所述第一电阻（R1）串联的第一电容（C1）；第二电阻并联反馈支路包括第二电阻（R2）及与所述第二电阻（R2）串联的第二电容（C2）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周仁杰，甘业兵，段炼，何晓丰，马成炎，
申请(专利权)人：江苏物联网研究发展中心，
类型：发明
国别省市：