CN217741681U - 一种低噪声放大器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于射频集成电路设计技术领域，涉及一种低噪声放大器电路。包括第一放大管与第二放大管，所述第一放大管的漏级连接第二放大管的源极，所述第一放大管连接输入阻抗电路，所述输入阻抗电路的输入端连接输入信号，用于输入信号的阻抗匹配，所述第一放大管连接二极管偏置电路的输出端，所述二极管偏置电路的输入端连接第一偏置电压。本实用新型的低噪声放大器在第一放大器的栅极连接了二极管偏置电路，在输入功率增加到一定值后通过使偏置电压增大，从而提高增益以补偿因NMOS管的栅端寄生电容影响出现的增益压缩现象，使线性度得到了显著提高，并且在输入晶体管栅源端增加了并联电容，提高了设计自由度。
Description
技术领域
本实用新型属于射频集成电路设计技术领域，涉及一种低噪声放大器电路。
背景技术
近年来信息技术高速发展，带动了无线通信产业的快速增长，低噪声放大器是射频无线收发机***中的关键模块，可以实现对接收射频信号进行低噪声放大的作用，其性能关系到整个接收机的灵敏度，低噪声放大器的主要性能指标包括线性度、增益和噪声系数等，而这些指标间存在相互矛盾的关系，设计中需进行折中或者使用一些技术手段。
传统的源简并电感式低噪声放大器如图1所示，其一般为共源共栅结构，可以提高输出与输入之间的隔离度，其电感L3为源简并电感，它与电感L1、电容C1和NMOS管的栅源寄生电容共同完成输入阻抗匹配，同时影响了噪声匹配，在给定功率下，若要同时完成输入阻抗匹配与噪声匹配会使得电感L1和电感L3的值很大，同时由于NMOS管的栅端寄生电容影响，随着输入功率的增大，其增益压缩现象显著，影响低噪声放大器的线性度。
发明内容
本实用新型提供了一种低噪声放大器电路，解决了现有技术中输入功率的增大，其增益压缩现象显著，影响低噪声放大器的线性度的问题。
为此本实用新型采用了如下技术方案：一种低噪声放大器电路，包括第一放大管与第二放大管，所述第一放大管的漏级连接第二放大管的源极，所述第二放大管的漏级连接电源电压，所述第二放大管的栅极连接第二偏置电压，所述第一放大管连接输入阻抗电路，所述输入阻抗电路的输入端连接输入信号，用于输入信号的阻抗匹配，所述第一放大管连接二极管偏置电路的输出端，所述二极管偏置电路的输入端连接第一偏置电压。
进一步地，所述二极管偏置电路包括第一电阻、第三电容和NMOS管，所述NMOS管的栅极和漏级连接第一偏置电压，所述NMOS管的源极连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接第一放大管，所述第三电容的一端连接第一偏置电压，所述第三电容的另一端连接信号地。
进一步地，所述输入阻抗电路包括第一电容、第一电感和第三电感，所述第三电感的一端连接所述第一放大管的源极，所述第三电感的另一端连接信号地，所述第一电容的一端连接输入信号，所述第一电容的另一端连接第一电感的一端，所述第一电感的另一端连接第一放大管的栅极。
进一步地，所述第三电感的一端连接有第四电容，所述第四电容的另一端与所述第一放大管的栅极连接。
进一步地，所述第三电感为源简并电感。
进一步地，所述第二放大管的漏级连接有输出电容。
进一步地，所述第二放大管的漏级通过负载电感与电源电压连接。
进一步地，所述第一放大管与第二放大管均为NMOS管。
本实用新型的有益效果：本实用新型的低噪声放大器在第一放大器的栅极连接了二极管偏置电路，具体为增加了二极管形式连接的NMOS管，在输入功率增加到一定值后通过使偏置电压增大，从而提高增益以补偿因NMOS管的栅端寄生电容影响出现的增益压缩现象，使线性度得到了显著提高，并且在输入晶体管栅源端增加了并联电容，提高了设计自由度。
附图说明
图1是现有技术的低噪声放大器电路结构示意图。
图2是本实用新型的低噪声放大器电路结构示意图。
图3是本实用新型的二极管偏置电路及其等效电路工作原理示意图。
图4是本实用新型RFin端输入信号功率大时栅端电压VG波形示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的结构的实施例中，图1是根据本实用新型一种低噪声放大器电路提供的结构示意图，包括第一放大管MN1与第二放大管MN2，第一放大管MN1与第二放大管MN2均为NMOS管，所述第一放大管MN1的漏级连接第二放大管MN2的源极，所述第二放大管MN2的漏级连接电源电压VDD，具体的，所述第二放大管MN2的漏级通过负载电感L2与电源电压VDD连接。
所述第二放大管MN2的栅极连接第二偏置电压输入端VB2，第二偏置电压输入端VB2输入第二偏置电压。
所述第一放大管MN1连接输入阻抗电路，所述输入阻抗电路的输入端连接输入信号输入端RFin，输入信号输入端RFin输入输入信号，所述输入阻抗电路用于输入信号的阻抗匹配。
所述第一放大管MN1连接二极管偏置电路的输出端，所述二极管偏置电路的输入端连接第一偏置电压输入端VB1，所述第一偏置电压输入端VB1输入第一偏置电压，所述二极管偏置电路用于在输入信号电压增大到可以使二极管出现正偏导通时，提高偏置电压。其中，二极管偏置电路包括二极管或者二极管形式连接的MOS管或者与二极管具备同样性质的电器元件。
在本实用新型的一个实施例中，所述二极管偏置电路包括第一电阻R1、第三电容R3和NMOS管MN3，所述NMOS管MN3的栅极和漏级连接第一偏置电压，所述NMOS管MN3的源极连接第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端连接第一放大管MN1，所述第三电容R3的一端连接第一偏置电压，所述第三电容R3的另一端连接信号地。
在本实用新型的一个实施例中，所述输入阻抗电路包括第一电容C1、第一电感L1和第三电感L3，所述第三电感L3的一端连接所述第一放大管MN1的源极，所述第三电感L3的另一端连接信号地，所述第一电容C1的一端连接输入信号，所述第一电容C1的另一端连接第一电感L1的一端，所述第一电感L1的另一端连接第一放大管MN1的栅极。其中，所述第三电感L3为源简并电感。
所述第三电感L3的一端连接有第四电容C4，所述第四电容C4的另一端与所述第一放大管MN1的栅极连接，所述第四电容C4用于第一放大管MN1栅极与源极之间的电压补偿。
所述第二放大管MN2的漏级连接有输出电容C2，输出电容C2的一端与第二放大管MN2的漏级连接，另一端与输出端RFout连接。
本实用新型中，二极管偏置电路优化线性度原理说明如下：
如图3所示为二极管偏置电路及其等效电路，二极管形式连接的MOS管MN3可以简单的等效为一个二极管Db，MOS管MN3的阈值电压为VTH,b；输入NMOS晶体管MN3的栅端等效电容为Cgg，栅端电压为VG=VB1+VRFin；在输入信号功率较小的时候VB1-VG始终小于VTH,b，二极管Db一直处于反偏状态；输入信号功率不断增大，输入信号的波形摆幅增大，如图4所示，当第二偏置信号下摆负压很大时VB1-VG会在t1~t2时间段里大于VTH,b，此时二极管Db正偏导通，其导通电流会给电容Cgg充电，抬高VG的直流电平，偏置电压的升高可以提高增益，因此二极管偏置电路可以补偿寄生电容导致的增益压缩现象。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种低噪声放大器电路，其特征在于，包括第一放大管（MN1）与第二放大管（MN2），所述第一放大管（MN1）的漏级连接第二放大管（MN2）的源极，所述第二放大管（MN2）的漏级连接电源电压（VDD），所述第二放大管（MN2）的栅极连接第二偏置电压，所述第一放大管（MN1）连接输入阻抗电路，所述输入阻抗电路的输入端连接输入信号，用于输入信号的阻抗匹配，所述第一放大管（MN1）连接二极管偏置电路的输出端，所述二极管偏置电路的输入端连接第一偏置电压。
2.如权利要求1所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述二极管偏置电路包括第一电阻（R1）、第三电容（R3）和NMOS管（MN3），所述NMOS管（MN3）的栅极和漏级连接第一偏置电压，所述NMOS管（MN3）的源极连接第一电阻（R1）的一端，所述第一电阻（R1）的另一端连接第一放大管（MN1），所述第三电容（R3）的一端连接第一偏置电压，所述第三电容（R3）的另一端连接信号地。
3.如权利要求1所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述输入阻抗电路包括第一电容（C1）、第一电感（L1）和第三电感（L3），所述第三电感（L3）的一端连接所述第一放大管（MN1）的源极，所述第三电感（L3）的另一端连接信号地，所述第一电容（C1）的一端连接输入信号，所述第一电容（C1）的另一端连接第一电感（L1）的一端，所述第一电感（L1）的另一端连接第一放大管（MN1）的栅极。
4.如权利要求3所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述第三电感（L3）的一端连接有第四电容（C4），所述第四电容（C4）的另一端与所述第一放大管（MN1）的栅极连接。
5.如权利要求3所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述第三电感（L3）为源简并电感。
6.如权利要求1所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述第二放大管（MN2）的漏级连接有输出电容（C2）。
7.如权利要求1所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述第二放大管（MN2）的漏级通过负载电感（L2）与电源电压（VDD）连接。
8.如权利要求1所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述第一放大管（MN1）与第二放大管（MN2）均为NMOS管。
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|---|---|---|---|
| CN202221537974.XU CN217741681U (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 一种低噪声放大器电路 |
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| CN202221537974.XU Active CN217741681U (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 一种低噪声放大器电路 |
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| CN (1) | CN217741681U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117650758A (zh) * | 2024-01-29 | 2024-03-05 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | 低噪声放大器及射频芯片 |
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2022
- 2022-06-17 CN CN202221537974.XU patent/CN217741681U/zh active Active
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| CN117650758A (zh) * | 2024-01-29 | 2024-03-05 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | 低噪声放大器及射频芯片 |
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