CN116094469A - 一种共栅放大电路、低噪声放大器以及一种超宽带接收机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共栅放大电路、一种低噪声放大器以及一种超宽带接收机。共栅放大电路包括放大晶体管和接地单元，放大晶体管的源极为输入端，漏极为输出端，栅极通过所述接地单元接地，接地单元包括并联的两条接地支路，其中一条接地支路由第一电容构成，另一条接地支路由第二电容和第一电阻构成。从而提高了放大电路的稳定性和增益平坦度。

Description

一种共栅放大电路、低噪声放大器以及一种超宽带接收机

技术领域

本发明涉及电子电路技术，尤其是一种共栅放大电路、一种低噪声放大器以及一种超宽带接收机。

背景技术

低噪声放大器（LNA）通常用于接收***的前端，是信号进入接收机的第一个有源器件，其主要功能是在产生比较低的内部噪声的情况下，放大天线接收的微弱信号。由于低噪声放大器在接收***中的重要地位，其性能对接收***的性能水平有着决定性的影响。它的噪声系数不仅决定了接收***的总体噪声性能，而且直接影响接收机的灵敏度。特别对于频带超过多个倍频程的超宽带接收机而言，使用的低噪声放大器必须同时满足超宽带、高增益、和低噪声和高平坦度的多个指标要求。

以单级放大器为例，常用的单级放大器包括共源放大器和共栅放大器。为满足高增益和超宽带的需求，共源放大器需要适配负反馈结构，而更宽的工作频率则要求更高的反馈深度，这会恶化噪声和输出功率，因此共源放大器的工作频率、噪声系数和输出功率之间存在妥协，限制了共源放大器的工作带宽；共栅放大器可实现提高工作带宽的目的，噪声系数较低，但很难提高增益。

对于多级放大器而言，由于超宽带放大器需要在大带宽下实现高增益，往往采用多级级联的结构结合级间匹配结构来提高增益并调整增益平坦度，导致很容易在回路内部构成振荡条件。同时，超宽带低噪声放大器需要降低级间匹配结构的Q值来提高带宽，不可避免引入一部分损耗，进而恶化增益和噪声系数。

为解决超宽带低噪声放大器对超宽带、高增益、低噪声和高平坦度的要求，本发明旨在提供一种共栅放大电路以及包括该共栅放大电路的多级结构的超宽带低噪声放大器。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种共栅放大电路，包括放大晶体管和接地单元，该放大晶体管的源极为输入端，漏极为输出端，栅极通过该接地单元接地，该接地单元包括并联的两条接地支路，其中一条接地支路由第一电容构成，另一条接地支路由第二电容和第一电阻构成。

在一实施例中，该放大晶体管的源极和漏极之间或漏极与栅极之间设置反馈单元，该反馈单元包括电感元件和容性元件。较优地，该电感元件为一电阻、一电感或串联的电阻和电感，该容性元件为电容。

在一实施例中，该放大晶体管的源极和栅极之间设置消噪单元，该消噪单元包括电感元件和容性元件。较优地，该电感元件为一电阻、一电感或串联的电阻和电感，该容性元件为电容。

在一实施例中，共栅放大电路包括设置于该放大晶体管的漏极和供电端之间的由直流器件构成的扼流单元。

在一具体实施例中，该扼流单元由串联的一电阻和一电感构成。

在另一具体实施例中，该扼流单元包括第一电感、第二电感和第三电阻，该第一电感和该第二电阻并联后与该第二电感串联，或该第一电感和该第二电阻串联后与该第二电感并联。进一步地，第一电感和第二电感耦合。

根据本发明的另一方面，还提供一种低噪声放大器，包括依次级联的输入匹配单元、若干级放大单元以及输出匹配单元，该若干级放大单元的其中一级放大单元采用如前述任一实施例该的共栅放大电路，该输入匹配单元的输入端为该低噪声放大器的输入端，该输出匹配单元的输出端为该低噪声放大器的输出端。

在一实施例中，该若干级放大单元为两级放大单元，另一级放大单元包括第一共源放大管、第二放共源放大管、第一负反馈单元、第二负反馈单元和级间匹配单元，该级间匹配单元包括第三电感、第一传输线电感和第四电容，该第三电感的一端与该第一共源放大管的漏极连接，该第三电感的另一端与该第四电容的一端连接以构成反馈节点，该第一传输线电感悬空地连接于该反馈节点，该第四电容的另一端与该第二共源放大管的栅极连接，该第一负反馈单元跨接于该第一共源放大管的栅极和该反馈节点之间，该第二负反馈单元跨接于该第二共源放大管的栅极和反馈节点之间，该第一共源放大管的栅极为该另一级放大单元的输入端，该第二共源放大管的漏极为该另一级放大单元的输出端。

在一实施例中，该第一负反馈单元包括串联的第五电容和第四电阻，该第二负反馈单元包括串联的第五电阻和第四电感。

在一实施例中，该第一共源放大管的源极同时接直流地和交流地，该第二共源放大管的源极同时接直流地和交流地。

在一实施例中，该共栅放大电路为第一级放大单元，该另一级放大单元为第二级放大单元，该输入匹配单元的输出端、该第一级放大单元的输入端、该第一级放大单元的输出端、该第二级放大单元的输入端、该第二级放大单元的输出端和该输出匹配单元的输入端依次连接。较优地，该第一级放大单元和该第二级放大单元之间通过第五电感实现匹配连接。

在另一实施例中，该共栅放大电路为第二级放大单元，另一级放大单元为第二级放大单元第一级放大单元，该输入匹配单元的输出端、该第一级放大单元的输入端、该第一级放大单元的输出端、该第二级放大单元的输入端、该第二级放大单元的输出端和该输出匹配单元的输入端依次连接。

进一步地，另一级放大单元包括偏置网络，供电端通过该偏置网络为该第一共源放大管的漏极和该第二共源放大管的漏极供电。

进一步地，该偏置网络设置于该供电端与该第二共源放大管的漏极之间，该第二负反馈单元由直流器件构成。

进一步地，该偏置网络包括第六电感，该第六电感的一端连接该供电端，另一端连接该第二共源放大管的漏极。

在一实施例中，该输入匹配单元为椭圆带通滤波器，该输出匹配单元为带通滤波器。

在一实施例中，该椭圆带通滤波器包括第二传输传输线电感、第七电感、第八电感、第六电容、第七电容、第九电感和第十电感，该低噪声放大器的输入端与该第二传输线电感的第一端连接以及该第七电感的第一端连接，该第二传输线电感的第二端悬空，该第七电感的第二端与第八电感的第一端以及第六电容的第一端连接，该第八电感的第二端接地，该第二电容的第二端与该第七电容的第一端、该第九电感的第一端以及该第十电感的第一端连接，该第七电容的第二端和该第九电感的第二端接地，该第十电感的第二端为该椭圆带通滤波器的输出端。

进一步地，该第三电感、第四电感、第五电感、第七电感、第十电感、第十一电感或第十二电感为传输线电感。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种超宽带接收机，其特征在于，包括前述任一实施例中该的低噪声放大器。

本发明通过在共栅放大电路的栅极设置特殊的接地单元，提高了共栅放大电路的稳定性和增益平坦度；通过在共栅电路的栅极和漏极之间或漏极和源极之间设置反馈单元，降低输入噪声，同时提高共栅放大电路的稳定性和增益平坦度；通过在共栅电路的栅极和源极之间设置消噪单元，进一步降低输入噪声；通过在共栅放大电路的漏极设置扼流单元，可调整级间匹配电路的Q值和谐振频点，将谐振点转移到带外，从而同时满足了直流低阻抗供电需求和交流的高阻抗需求；通过将共栅放大电路设置在多级放大单元中的第一级放大单元，从而降低低噪声放大器的输入噪声；通过在共源放大电路的两个共源放大管之间设置级间匹配电路、两个共源放大管的栅漏之间设置负反馈单元提高共源放大电路的增益平坦度；通过采用共栅放大电路和共源放大电路的级联结构，使得低噪声放大器的增益平坦度从整体上得到改善。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图；

图2是根据本发明的一个方面绘示的另一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图；

图3是根据本发明的一个方面绘示的又一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图；

图4是根据本发明的一个方面绘示的另一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图；

图5是根据本发明的一个方面绘示的又一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图；

图6是根据本发明的一个方面绘示的再一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图；

图7是根据本发明的一个方面绘示的再一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图；

图8是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例中的低噪声放大器的模块示意框图；

图9是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例中的共源放大电路的电路结构示意图；

图10是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例中的低噪声放大器的电路结构示意图；

图11是根据本发明的又一个方面绘示的一实施例中的超宽带接收机的模块示意框图。

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “相连”、“连接”、“跨接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供一种共栅放大电路，以优化输入阻抗的阻抗变换比，使得输入匹配可实现更大的带宽，同时降低输入端的噪声，提高共栅结构的稳定性，进而在X-V波段提高整体电路的增益平坦度。

图1示出了一实施例中的共栅放大电路的电路结构示意图。如图1所示，在该实施例中，共栅放大电路包括放大晶体管M1和接地单元11，放大晶体管M1的源极为输入端IN，漏极为输出端OUT，栅极通过接地单元11接地，接地单元11包括并联的两条接地支路，其中一条接地支路由第一电容C11构成，另一条接地支路由第二电容C12和第一电阻R11构成。

在高频环境下，由于漏栅电容Cdg引起的密勒效应的影响，会使得由图1中的节点A向栅极看去的阻抗以及放大晶体管M1的输出阻抗呈负实部，放大晶体管M1会进入潜在的不稳定区，此时，如果回路内部构成奈奎斯特振荡的相位条件，即触发谐振，放大晶体管M1就会产生自激现象。

接地单元11中的第一电容C11和第二电容C12的并联在衰减第一电容C11的自谐振峰值的同时还可弱化第二电容C12的电容变化对共栅放大电路的射频特性的影响，同时第一电阻R11可作为衰减单元吸收一部分能量，提高共栅放大电路的稳定性，提高增益平坦度。

进一步地，放大晶体管M1的源极和漏极之间设置反馈单元12，反馈单元12包括串联的电抗元件Z12和容性元件C13。其中，容性元件C13可为电容；电抗元件Z12可以是电感、电阻或串联的电感和电阻的组合。

从放大晶体管M1的漏极看向晶体管侧的阻抗位于射频主路，该阻抗的负实部随着输入阻抗和负载阻抗的变动可能引起放大晶体管的自激。反馈单元12的负反馈结构，在消除前述阻抗的负阻的同时，可通过电抗元件Z12减小放大晶体管M1自身的漏源寄生电容Cds的寄生影响，优化了共栅放大电路的输入阻抗的R/C比，使得输入匹配网络能够实现更大的带宽；同时由于共栅结构的噪声主要来源为晶体管的沟道噪声，设置在放大晶体管M1的源极和漏极间的电抗元件Z12对噪声的贡献很小。

引入接地单元11和反馈单元12之后的共栅放大电路的小信号输出阻抗不再具有负阻抗区域，此时负载发生变化不再会引起放大晶体管M1的自激，进一步提高了共栅结构的稳定性，进而提高了增益平坦度。

进一步地，放大晶体管M1的漏极和供电端之间的扼流单元13，扼流单元13包括第一电感L11、第二电感L12和第三电阻R13，第一电感L11和第二电阻R12并联后与第二电感L12串联。

扼流单元13用于为放大晶体管M1提供漏极偏置电压。级联的第一电感L11和第二电感L12会大大提高交流阻抗，但会在带内引入谐振点，第三电阻R13可削弱第一电感L11的Q值，通过调整第三电阻R13的阻值、第一电感L11和第二电感L12的感值，可调整级间匹配电路的Q值和谐振频点，将谐振点转移到带外，从而同时满足了直流低阻抗供电需求和交流的高阻抗需求。

图2示出了另一实施例中的共栅放大电路的电路示意图。该实施例相对于图1所示的实施例的区别在于，扼流单元13包括串联的第三电阻L13和第二电感L12；电抗元件Z12实现为电阻R12。

图3示出了另一实施例中的共栅放大电路的电路示意图。该实施例相对于图1所示的实施例的区别在于，扼流单元13中的第三电阻R13与第二电感L12串联，串联后的第三电阻L13和第二电感L12再与第一电感L11并联。

相比于图2所示的直接串联电阻和电感的扼流单元13的结构，图1所示的并联电阻和电感的结构和图3所示的串联电阻和电感的结构能够在相同的损耗条件下，拥有随频率变化更稳定的感值，具有更好的增益平坦度。同时，在相同的电感量下，图1所示的并联电阻和电感的结构有更低的自谐振频点，图3所示的串联电阻和电感的结构有更高的自谐振频点。为了改善高频增益，在实际设计中，本领域的技术人员可以根据不同的Q值要求选择合适的扼流单元的架构。

较优地，图4示出了另一实施例中的共栅放大电路的电路示意图。该实施例相对于图1所示的实施例的区别在于，扼流单元13中的第一电感L11和第二电感L12耦合，耦合系数为k₁,以减小电路面积，调整增益和输出功率特性。

本领域的技术人员可以理解，在其他实施例中，图3所示的共栅放大电路中的第一电感L11和第二电感L12也可设计为耦合电感。

图5示出了又一实施例中的共栅放大电路的电路示意图。该实施例相对于图1所示的实施例的区别在于，反馈单元12设置于放大晶体管M1的漏极与栅极之间。

图6示出了又一实施例中的共栅放大电路的电路示意图。该实施例相对于图5所示的实施例的区别在于，扼流单元13中的第一电感L11和第二电感L12耦合，耦合系数为k₁。

可以理解，基于图5或图6所示的共栅放大电路的架构，本领域的技术人员可根据需求选择图2或图3所示的扼流单元的结构。

进一步地，共栅放大电路还可以包括消噪单元，跨接于放大晶体管M1的栅极和源极之间，用于降低共栅放大电路的输入噪声。

图7示出了一实施例中的共栅放大电路的电路示意图。如图7所示，该实施例相对于图1所示的实施例的区别在于，放大晶体管M1的栅极和源极之间设置由消噪单元14。该消噪单元14由串联的电抗元件Z14和容性元件C14构成。其中，电抗元件Z14可采用电阻、电感或串联的电阻和电感来实现。容性元件C14可采用电容来实现。

根据本发明的另一个方面，还提供一种低噪声放大器。图8示出了本发明该的低噪声放大器的架构示意图，包括依次级联的输入匹配单元MA1、若干级放大单元AMP₁~AMP_N以及输出匹配单元MA2，其中，N为大于或等于1的自然数，且若干级放大单元AMP₁~AMP_N中的任意一级放大单元采用前述任一实施例中该的共栅放大电路。

相比于共源晶体管斜率为正的增益特性，共栅晶体管可通过选择合适的负载环境，呈现出斜率为负的增益特性，因此，在低噪声放大器中采用级联的共栅晶体管和共源晶体管，可能会整体性地优化整个频带内的增益平坦度。因此，当N大于1时，多级放大单元AMP₁~AMP_N中的其中一级放大单元还可采用共源放大电路。

其中，“正的增益特性”指随着频率的逐渐增大增益逐渐减小的变化趋势，“负的增益特性”指随着频率的逐渐增大增益逐渐变大的变化趋势。该“正”或“负”是指符合或违背常规的物理规律的意思。

图9示出了一实施例中的共源放大电路的电路示意图。如图9所示，共源放大电路可包括第二放大管M2、第三放大管M3、第一负反馈单元82、第二负反馈单元83和级间匹配单元81。

其中，第二放大管M2和第三放大管M3为共源放大管，即第二放大管M2和第三放大管M3的源极接地，栅极为输入端，漏极为输出端。如图9所示，第二放大管M2的栅极为该共源放大电路的输入端IN，第二放大管M2的漏极与第三放大管M3的栅极通过级间匹配单元81连接以实现级联，第三放大管M3的漏极为该共源放大电路的输出端OUT。

较优地，级间匹配单元81包括电感L81、传输线电感TL1和电容C81，如图9所示，电感L81和电容C81串联于第二放大管M2的漏极与第三放大管M3的栅极之间，电感L81和电容C81的连接点为反馈节点B，传输线电感TL1的一端连接于反馈节点B，另一端悬空。第一负反馈单元82跨接于反馈节点B与第二放大管M2的栅极之间，第二负反馈单元83跨接于反馈节点B与第三放大管M3的漏极之间。

较优地，第二负反馈单元83采用直流器件，直流器件指具备直流导通能力的器件。则第三放大管M3的漏极电压可通过第二负反馈单元83向第二放大管M2的漏极供电。

进一步地，第一负反馈单元82可包括电容C82和电阻R81，第二负反馈单元83可包括电阻R82和电感L82。

反馈节点B可以被等效为一个一分三路的功率分配器，第二放大管M2放大的信号通过电感L81后，有一部分能量被反馈节点B反射，剩下的能量分配由三路的负载条件决定。通过调节第一负反馈单元82中的电容C82、第二负反馈单元83中的L82、级间匹配单元中的电容C81和传输线电感TL1的取值，可以改变能量分配的频响特性，从而让更多的高频能量（电压摆幅）进入第三放大管M3的输入端，同时反射消耗掉一部分低频能量。

第一负反馈单元82构成第二放大管M2的输出向输入的负反馈，第二负反馈单元83构成第三放大管M3的输出向输入的负反馈并且向第二放大管的漏极提供直流偏置电压，实现了对共源放大电路的增益平坦度的调节。

更进一步地，如图9所示的共源放大电路还包括扼流电感L83，连接于供电端和第三放大管M3的漏极之间，用于向第三放大管M3的漏极供电，同时通过第二负反馈单元83向第二放大管M2的漏极供电。

更进一步地，如图9所示的共源放大电路中的第二放大管M2的源极以及第三放大管M3的源极需连接直流地与交流地。如图9所示，第二放大管M2的源极通过并联的电容C83和电阻R83接地，第三放大管M3的源极通过并联的电容C84和电阻R84接地。

可以理解，共栅放大电路和共源放大电路可分别作为图8所示的若干级放大单元AMP₁~AMP_N中的任意一级放大单元。即，当N=2时，AMP₁可以是共栅放大电路，AMP₂为共源放大电路；也可以AMP₁是共源放大电路，AMP₂为共栅放大电路。

相比于共源晶体管，由于小信号增益随倍频程滚降的原因，一般需要在源极和栅极引入负反馈来解决增益平坦度问题，因此负反馈电阻会贡献大部分噪声。对于共栅放大管而言，选择合适的跨导和负载，可在较宽的频带范围内提供稳定的输入阻抗和一定的增益，最终，在相同的噪声量级下对比，共栅结构在X-Vband频段范围内拥有比共源结构更平坦的增益频响曲线。因此较优地，可选择共栅放大电路作为低噪声放大器的第一级放大单元。

注意，此处的第一级表示在低噪声放大器的位置，第一级放大单元指共栅放大电路在低噪声放大器的所有放大单元中处于最靠前的位置，即相对于低噪声放大器的输入端最近的放大单元。电路结构中的“最近”指连接关系最近，即信号从某一端至另一端所经过的器件最少，而本发明中的电路结构为级联结构，则本发明中的“最近”指信号在从低噪声放大器的输入端传输到输出端的过程中最先经过的单元。即本发明中，信号从低噪声放大器的输入端传输到输出端的过程中最先经过的放大单元为共栅放大电路。

图10示出了一具体实施例中的低噪声放大器的电路结构示意图。如图10所示，低噪声放大器包括依次级联的输入匹配单元MA1、前述任一实施例中的共栅放大电路、前述任一实施例中的共源放大电路以及输出匹配单元MA2。

较优地，共栅放大电路的输出端通过一级间匹配电路与共源放大电路的输入端连接。如图10所示的低噪声放大器，共栅放大电路的放大晶体管M1的漏极通过电感L84连接共源放大电路的第二放大管M2的栅极。

较优地，为进一步降低作为输入端的共栅放大电路的输入噪声，还可根据图7所示的共栅放大电路的结构在图10所示的共栅放大电路的放大晶体管M1的源极和栅极之间设置消噪单元，不再绘示。

较优地，为完全覆盖X-V频段，输入匹配单元MA1可采用椭圆带通滤波器结构。

如图10所示的椭圆带通滤波器MA1包括传输线电感TL2、电感L85、电感L86、电感L87、电感L88、电容C85和电容C86。其中，电感L85、电容C85和电感L86依次串联于低噪声放大器的射频输入端RF_IN与共栅放大电路的输入端之间，传输线电感TL2的一端连接于射频输入端RF_IN与电感L85之间，传输线电感TL2的另一端悬空，电感L87的一端连接于电感L85和电容C85之间，电感L87的另一端接地，电感L88和电容C86并联于电容C85与电感L86的连接点与地之间。

如图10所示的椭圆带通滤波器MA1可实现相对倍频程为1.44、阻抗变换比为1：6的输入匹配。其中，电感L87可实现直流对地短路，起到静电防护作用；电感L88直流对地短路，可作为共栅放大电路的源极直流参考地；电容C85还为隔直电容。

如图10所示的输出匹配单元MA2采用带通滤波器结构。该带通滤波器MA2包括电感L89、传输线电感TL3、电容C87、电感L90、传输线电感TL4和电容C88。

电感L89、电容C87、电感L90和电容C88依次串联于共源放大电路的输出端与低噪声放大器的射频输出端RF_OUT之间。传输线电感TL3的一端连接于电感L89和电容C87之间，另一端接地；传输线电感TL4的一端连接于电感L90和电容C88之间，另一端接地。

其中，共源放大电路的扼流电感L83参与构成带通滤波器，扼流电感L83主要影响低频回波，传输线电感TL3和传输线电感TL4主要影响高频回波，电感L89和电感L90决定带宽。

除特殊说明外，前述任一实施例中的电感可采用绕线电感或传输线电感。

图10给出了一具体实施例中的低噪声放大器的电路结构示意图，本领域的技术人员可以理解，图10所示的各个功能单元在实现上可能具备一些特殊之处，但本领域的技术人员仍然可以根据该些适配功能单元的技术构思进行其他的相同功能不同架构的设计，该些设计也应涵盖在本发明该的低噪声放大器的保护范围之内。

可以理解，本领域的技术人员还可根据实际的设计需求调整其中的一个或多个单元的电路结构。例如，输入匹配单元、级间匹配单元或输出匹配单元的电路结构，甚至共栅放大电路的结构及其子单元的实现方式、共源放大电路中的偏置网络、负反馈单元和源极接地电路的结构等。

例如，在其他实施例中，为避免放大单元采用负电工作，共栅放大电路中的放大晶体管M1和共源放大电路中的放大管M2和M3的源极可采用直流偏置正压、且栅极偏置0V的方式供电，或采用自适应偏置的方式供电。

本领域的技术人员可以理解，为满足低噪声放大器的一个或多个指标的需求，还可为低噪声放大器适配其他的功能单元。

根据本发明的另一个方面，还提供一种超宽带接收机，该超宽带接收机可具备任一现有或将有的用于实现信号接收的接收机架构，但采用前述任一实施例中的低噪声放大器。

例如，图11绘示了一种超宽带接收机的模块示意框图。如图11所示，超宽带接收机包括预选滤波器、低噪声放大器、混频器、本振、中频滤波器、中频放大器和解调单元。本发明该的超宽带接收机的发明点在于，其中的低噪声放大器为前述任一实施例中的低噪声放大器。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种共栅放大电路，其特征在于，包括放大晶体管和接地单元，所述放大晶体管的源极为输入端，漏极为输出端，栅极通过所述接地单元接地，所述接地单元包括并联的两条接地支路，其中一条接地支路由第一电容构成，另一条接地支路由第二电容和第一电阻构成。

2.如权利要求1所述的共栅放大电路，其特征在于，所述放大晶体管的源极和漏极之间或漏极与栅极之间设置反馈单元，所述反馈单元由串联的电抗元件和容性元件构成。

3.如权利要求1所述的共栅放大电路，其特征在于，还包括：

消噪单元，跨接于所述放大晶体管的栅极与源极之间，所述消噪单元由串联的电抗元件和容性元件构成。

4.如权利要求2或3所述的共栅放大电路，其特征在于，所述电抗元件为一电阻、一电感或串联的电感与电阻，所述容性元件为电容。

5.如权利要求1所述的共栅放大电路，其特征在于，包括设置于所述放大晶体管的漏极和供电端之间的扼流单元，所述扼流单元采用直流器件。

6.如权利要求5所述的共栅放大电路，其特征在于，所述扼流单元包括第一电感和第三电阻，所述第一电感和第三电阻串联。

7.如权利要求5所述的共栅放大电路，其特征在于，

所述扼流单元包括第二电感、第三电感和第四电阻，所述第二电感和所述第四电阻并联后与所述第三电感串联；或

所述扼流单元包括第四电感、第五电感和第五电阻，所述第四电感与所述第五电阻串联后与所述第五电感并联。

8.如权利要求7所述的共栅放大电路，其特征在于，所述第二电感与所述第三电感耦合，或所述第四电感与所述第五电感耦合。

9.一种低噪声放大器，其特征在于，包括依次级联的输入匹配单元、若干级放大单元以及输出匹配单元，所述若干级放大单元的其中一级放大单元采用如权利要求1~8中任一项所述的共栅放大电路，所述输入匹配单元的输入端为所述低噪声放大器的输入端，所述输出匹配单元的输出端为所述低噪声放大器的输出端。

10.如权利要求9所述的低噪声放大器，其特征在于，所述若干级放大单元为两级放大单元，另一级放大单元包括第一共源放大管、第二共源放大管、第一负反馈单元、第二负反馈单元和级间匹配单元，所述级间匹配单元包括第三电感、第一传输线电感和第四电容，所述第三电感的一端与所述第一共源放大管的漏极连接，所述第三电感的另一端与所述第四电容的一端连接以构成反馈节点，所述第一传输线电感悬空地连接于所述反馈节点，所述第四电容的另一端与所述第二共源放大管的栅极连接，所述第一负反馈单元跨接于所述第一共源放大管的栅极和所述反馈节点之间，所述第二负反馈单元跨接于所述第二共源放大管的栅极和反馈节点之间，所述第一共源放大管的栅极为所述另一级放大单元的输入端，所述第二共源放大管的漏极为所述另一级放大单元的输出端。

11.如权利要求10所述的低噪声放大器，其特征在于，所述第一负反馈单元包括串联的第五电容和第四电阻，所述第二负反馈单元包括串联的第五电阻和第四电感。

12.如权利要求10所述的低噪声放大器，其特征在于，所述第一共源放大管的源极同时接直流地和交流地，所述第二共源放大管的源极同时接直流地和交流地。

13.如权利要求10所述的低噪声放大器，其特征在于，所述共栅放大电路为第一级放大单元，所述另一级放大单元为第二级放大单元；或者所述共栅放大电路为第二级放大单元，另一级放大单元为第二级放大单元第一级放大单元；

其中，所述输入匹配单元的输出端、所述第一级放大单元的输入端、所述第一级放大单元的输出端、所述第二级放大单元的输入端、所述第二级放大单元的输出端和所述输出匹配单元的输入端依次连接。

14.如权利要求13所述的低噪声放大器，其特征在于，所述共栅放大电路为第一级放大单元，所述另一级放大单元为第二级放大单元，所述第一级放大单元和所述第二级放大单元之间通过第五电感实现匹配连接。

15.如权利要求10所述的低噪声放大器，其特征在于，所述另一级放大单元包括偏置网络，供电端通过所述偏置网络为所述第一共源放大管的漏极和所述第二共源放大管的漏极供电。

16.如权利要求15所述的低噪声放大器，其特征在于，所述偏置网络设置于所述供电端与所述第二共源放大管的漏极之间，所述第二负反馈单元由直流器件构成。

17.如权利要求16所述的低噪声放大器，其特征在于，所述偏置网络包括第六电感，所述第六电感的一端连接所述供电端，另一端连接所述第二共源放大管的漏极。

18.如权利要求9所述的低噪声放大器，其特征在于，所述输入匹配单元为椭圆带通滤波器，所述输出匹配单元为带通滤波器。

19.如权利要求18所述的低噪声放大器，其特征在于，所述椭圆带通滤波器包括第二传输传输线电感、第七电感、第八电感、第六电容、第七电容、第九电感和第十电感，所述低噪声放大器的输入端与所述第二传输线电感的第一端连接以及所述第七电感的第一端连接，所述第二传输线电感的第二端悬空，所述第七电感的第二端与第八电感的第一端以及第六电容的第一端连接，所述第八电感的第二端接地，所述第二电容的第二端与所述第七电容的第一端、所述第九电感的第一端以及所述第十电感的第一端连接，所述第七电容的第二端和所述第九电感的第二端接地，所述第十电感的第二端为所述椭圆带通滤波器的输出端。

20.如权利要求9~19中任一项所述的低噪声放大器，其特征在于，所述第三电感、第四电感、第五电感、第七电感、第十电感、第十一电感或第十二电感为传输线电感。

21.一种超宽带接收机，其特征在于，包括如权利要求9~21中任一项所述的低噪声放大器。

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