一种基于电感补偿的射频超宽带低噪声放大器

摘要

本发明为一种基于电感补偿的射频超宽带低噪声放大器，涉及射频集成电路技术，本发明主要由输入放大级、反馈级、匹配级、负载级、偏置级和输出缓冲级电路共同组成。本发明的超宽带低噪声放大器在输入匹配级和负载级均采用了电感补偿，带有独立偏置的电流复用技术降低了低噪声放大器对工艺的敏感性，使得性能更加稳定，也实现了超大带宽，工作频率范围为0.1-12GHz，同时取得了良好的噪声、线性度、增益、功耗等指标，适用于超宽带多标准无线通信接收系统中。

主权项

一种基于电感补偿的射频超宽带低噪声放大器，包括输入放大级、反馈级、匹配级、负载级、偏置级和输出缓冲级,其特征在于该低噪声放大器电路中采用了电感补偿以实现在超宽带范围内的较为平坦的高增益，组成该低噪声放大器的电路结构和功能如下： 所述的输入放大级由NMOS晶体管MN1、MN2以及PMOS晶体管MP1共同组成，用以实现对输入信号的放大功能，MN1的源极接地，漏极分别与MP1的漏极和MN2的源极相连接，MP1的源极连接电源VDD； 所述的反馈级由NMOS晶体管MN3、电阻Rf以及电容C1、C2共同组成，连接在输入放大级的输出端和输入端之间，用来在电路中实现反馈得到等效的输入阻抗，从而可以使匹配级实现输入阻抗匹配，MN3的漏极接电源VDD，栅极连接输入放大级的输出端MN2的漏极，源级连接反馈电阻Rf的一端，反馈电阻Rf的另一端通过隔直电容C1连接到输入放大级的输入端MN1的栅极，并通过隔直电容C2连接到输入放大级的输入端MP1的栅极；所述的匹配级由带有ESD保护的焊盘寄生电容CP、片内电感L1、反馈器件NMOS晶体管MN3、电阻Rf以及电容C1、C2共同组成，电感L1对输入端的容性进行了补偿，选取所需的电感值实现宽带输入阻抗匹配，从而获得良好的输入反射系数； 所述的负载级由电阻RL、片内电感L2、电容CL组成，RL、L2起到为低噪声放大器提供负载从而实现正常放大信号的作用，电感L2与电阻RL串联，电容CL为模拟低噪声放大器下一级模块混频器所引入的电容； 所述的偏置级由电流源I1、I2，NMOS晶体管MN4、MN5、MN6、MN7，PMOS晶体管MP2，电阻R1、R2、R3共同组成，偏置级通过电阻R1连接至输入放大级中MN1的栅极，并且通过电阻R2连接到输入放大级中MP1的栅极，起到为低噪声放大器提供偏置电流的作用，以使得低噪声放大器各个通路可以正常工作，输入放大级、反馈级所需的电流均由偏置级提供； 所述的输出缓冲级由NMOS晶体管MN8、电阻R4组成，MN8的栅极与输入放大级的输出端MN2的漏极连接，MN8的源极与电阻R4相连，实现将输出直流电位调整至所需的值，并且对输出端口进行阻抗匹配，便于低噪声放大器流片后的单独测试； 输入放大级与负载级实现对输入信号Vin放大，输入放大级输出端连接反 馈级、负载级和输出缓冲级，输入放大级对信号进行放大后经MN2的漏端输出，通过反馈级反馈至输入放大级的输入端，同时MN2的漏端输出信号流入输出缓冲级，输出低噪声放大器的输出信号Vout，偏置级与输入放大级、反馈级相连接，为输入放大级和反馈级提供合适的偏置电流。