CN102801389A - 一种超低功耗低噪声放大器 - Google Patents
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Abstract
一种超低功耗低噪声放大器,其特征在于:设有第一、第二两个输入放大单元、正反馈隔离单元以及负载单元,差分射频输入信号的正负两端分别连接第一、第二两个输入放大单元的正输入端及负输入端,第一输入放大单元的输出端将放大信号通过电容交叉耦合反馈给第二输入放大单元,第二输入放大单元的输出端连接正反馈隔离单元,正反馈隔离单元的输出连接负载单元,负载单元输出差分射频输出信号。
Description
技术领域
本发明涉及射频接收机系统中的放大器,尤其是一种超低功耗低噪声放大器,
背景技术
低噪声放大器是噪声系数很低的放大器,一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器以及高灵敏度电子探测设备的放大电路,对于几乎所有的射频接收机系统,必不可少的一个模块就是低噪声放大器。由于系统接收到的射频信号幅度通常很弱,放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重,因此希望减小这种噪声,并且提供一定的电压增益,以提高输出的信噪比。设计一款低功耗、高增益、低噪声的放大器电路IP核具有较为广泛的应用前景和应用价值。
ISM(Industrial Scientific Medical)频段,是由ITU-R(ITU Radiocommunication Sector,国际通信联盟无线电通信局)定义的。此频段主要是开放给工业,科学、医学,三个主要机构使用,无需授权许可。2.4GHz~2.5GHz是全世界公开通用使用的无线频段,在2.4GHz频段下工作可以获得更大的使用范围和更强的抗干扰能力,目前广泛应用于家用及商用领域。2.4GHz频段广泛应用于ZigBee(IEEE802.15.4)协议下的各种短距离无线通信、蓝牙通信(Bluetooth/IEEE802.15.1)、无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)、无线局域网(Wi-Fi/IEEE802.11a/b/g/n)等等。
共栅结构放大器广泛应用于宽带低噪声放大器的设计中,主要原因是其具有宽带输入匹配特性,传统的共栅结构放大器电路如图1所示。信号由晶体管M1、M2源极输入,通过调整M1和M2的宽长比及栅极偏置电压,可以调整流经M1和M2的电流大小,进而改变M1和M2的跨导gm,使其输入阻抗与50欧姆天线匹配。通过调整负载电阻R1和R2的阻值大小,可以获得不同的电压增益。该结构具有较宽的输入带宽和增益带宽。但是,传统的共栅结构放大器具有以下缺点:
第一是功耗大,传统的共栅结构放大器的输入阻抗近似为1/(gm+gmb),其中gm为输入晶体管跨导,gmb为输入晶体管衬底到源极电位差带来的体效应对应的等效跨导。为了实现输入阻抗与50欧姆天线的匹配,必须通过增加工作电流以提高输入管的跨导,使输入阻抗近似等于50欧姆。
第二是增益低,传统的共栅结构放大器的增益很大程度上取决于负载阻抗大小,但是大负载电阻会带来过多的压降,且由于寄生电容的存在,在高频处的增益会急剧下降。
第三是噪声大,传统的共栅结构放大器的噪声系数较大,往往超过4dB。
第四是隔离度差,由于传统的共栅结构放大器的隔离度较差,这将导致输出端信号返回到输入端,难以满足系统对隔离度指标的要求。
发明内容
本发明的目的是为克服传统的共栅结构放大器的不足,提出一种超低功耗低噪声放大器,能在保证在增益、噪声性能的基础上,大幅度降低电路功耗。
本发明采取的技术方案如下:一种超低功耗低噪声放大器,其特征在于:设有第一、第二两个输入放大单元、正反馈隔离单元以及负载单元,差分射频输入信号的正负两端分别连接第一、第二两个输入放大单元的正输入端及负输入端,第一输入放大单元的输出端将放大信号通过电容交叉耦合反馈给第二输入放大单元,第二输入放大单元的输出端连接正反馈隔离单元,正反馈隔离单元的输出连接负载单元,负载单元输出差分射频输出信号;其中:
第一输入放大单元包括PMOS管M1及PMOS管M2、四个电阻R1、R2、R3及R4、四个电容C1、C2、C3及C4,PMOS管M1的栅极与电容C1及电阻R1的一端连接在一起,PMOS管M2的栅极与电容C2及电阻R2的一端连接在一起,电阻R1及电阻R2的另一端均连接第一偏置电压,电容C1的另一端与PMOS管M2的源极以及差分射频输入信号的负输入端连接在一起,电容C2的另一端与PMOS管M1的源极以及差分射频输入信号的正输入端连接在一起,PMOS管M1的衬底连接PMOS管M2的源极,PMOS管M2的衬底连接PMOS管M1的源极,PMOS管M1的漏极与电容C3、电阻R3的一端连接在一起,PMOS管M2的漏极与电容C4、电阻R4的一端连接在一起,电阻R3、R4的另一端均接地;
第二输入放大单元包括NMOS管M3、NMOS管M4、两个电阻R5及R6,NMOS管M3的栅极与电阻R5的一端及第一输入放大单元中电容C3的另一端连接在一起,NMOS管M4的栅极与电阻R6的一端及第一输入放大单元中电容C4的另一端连接在一起,电阻R5、R6的另一端均连接第二偏置电压,NMOS管M3的源极与NMOS管M4的衬底以及差分射频输入信号的正输入端连接在一起,NMOS管M4的源极与NMOS管M3的衬底以及差分射频输入信号的负输入端连接在一起;
正反馈隔离单元包括NMOS管M5及NMOS管M6,NMOS管M5的衬底与源极互连,NMOS管M6的衬底与源极互连;NMOS管M5及NMOS管M6的源极分别连接第二输入放大单元中NMOS管M3及NMOS管M4的漏极,NMOS管M5的栅极连接NMOS管M6的漏极,NMOS管M6的栅极连接NMOS管M5的漏极;
负载单元包括两个负载元件及两个电容C5及C6,一个负载元件的一端与正反馈隔离单元中NMOS管M5的漏极以及电容C6的一端连接在一起,另一个负载元件的一端与正反馈隔离单元中NMOS管M6的漏极以及电容C5的一端连接在一起,电容C5及C6的另一端分别输出差分射频输出正、负信号,两个负载元件的另一端连接电源电压VDD。
所说负载元件可以为电感,电感的一端与电容C6的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M5的漏极连接在一起,电感的另一端与电容C5的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M6的漏极连接在一起.,电感的中心抽头连接电源电压VDD,电容C5及C6的另一端分别输出差分射频输出正、负信号。
所说负载元件也可为两个电阻R7及R8,电阻R7的一端与电容C6的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M5的漏极连接在一起,电阻R8的一端与电容C5的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M6的漏极连接在一起,电阻R7及R8的另一端连接电源电压VDD,电容C5及C6的另一端分别输出差分射频输出正、负信号。
本发明的优点及显著效果:
(1)本发明设有第一、第二输入放大单元,采用电流复用共栅结构,第一输入放大单元的PMOS管栅极到源极和衬底到源极进行了双交叉耦合,第二输入放大单元的NMOS管衬底到源极进行了交叉耦合,差分输入端通过第一、第二输入放大单元实现50欧姆输入阻抗。第一输入放大单元的PMOS管输出的放大电压信号通过电容交叉耦合给第二输入放大单元的NMOS管的栅极,形成有源电容交叉耦合结构。第二输入放大单元再通过正反馈隔离单元与负载单元连接。负载单元可以是电感或电阻元件,如果负载单元的元件为电感,则正反馈隔离单元产生的负阻可以部分抵消负载单元中电感的损耗以提高电感等效Q值,进而提高电路增益,增强电路选频特性。如果负载单元的元件为电阻,则正反馈隔离单元产生的负阻与负载电阻并联,可以在选取较低阻值的电阻以降低负载单元上的直流压降的同时,获得较大的交流负载电阻,进而提高电路增益。最终电路通过电容输出放大的差分电压信号。
(2)低功耗。在实现50欧姆输入阻抗匹配要求下,采用本发明可以大幅度降低功耗。在相同增益(24dB)条件下,本发明功耗为0.9mW,传统共栅结构放大器为5mW、电流复用共栅结构放大器为3mW、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术功耗为2.6mW、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术为2.3mW、电流复用共栅结构放大器+负载正反馈技术为2.2mW;在相同噪声系数(3.8dB)条件下,本发明功耗为0.9mW,传统共栅结构放大器为5.2mW、电流复用共栅结构放大器为3.2mW、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术功耗为2.7mW、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术为2.3mW、电流复用共栅结构放大器+负载正反馈技术为2.5mW。可见,本发明功耗远低于其他结构。
(3)高增益。本发明采用电感负载,相比电阻负载可以降低负载上的直流压降。同时使用了正反馈技术,利用隔离单元,在不消耗更多功耗的前提下,产生负阻,抵消电感的损耗,提高电感等效Q值,增大电路增益。同时交叉耦合技术可以提高MOS管等效的跨导gm和gmb,从而提高电压增益。在相同功耗条件下(1.8V电源电压下,工作电流0.5mA),传统共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+负载正反馈技术等,由于工作电流仅为0.5mA,导致上述放大器均不具有放大功能,不能正常工作。而本发明的电路结构可以提供最高的增益。
(4)低噪声。本发明同时采用交叉耦合和电流复用技术,并且在两级放大器间使用了有源电容正反馈技术,提高原有交叉耦合的强度,从而更进一步降低了电路噪声系数。在相同功耗条件下(1.8V电源电压下,工作电流0.5mA),传统共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+负载正反馈技术等,都不能正常工作。而本发明的电路结构可以得到最低的噪声系数。
(5)高隔离度。本发明的隔离正反馈单元采用在产生正反馈负阻的同时,提高放大器的隔离度,相比直接输出,电路隔离度可从原先30dB提高至50dB。
(6)本发明提出的电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+有源电容交叉耦合技术+负载正反馈结构低噪声放大器,可以大幅降低功耗,提高电压增益,降低噪声系数,可以应用于低功射频前端中。
(7)本发明仿真结果均在2.4GHz频段下进行,通过调整元件参数,本发明结构也可以应用于其他各频段。本发明采用CMOS工艺,在射频电路中具有较大优势,设计结构简单,在改善噪声性能与增益同时,将功耗大幅度降低,具有较大的输入匹配带宽,在2.4GHz~2.5GHz ISM频带范围内具有较高的增益且具有较小的噪声系数。
附图说明
图1是传统共栅结构低噪声放大器的电路原理图;
图2是本发明低噪声放大器的电路方框图;
图3是本发明低噪声放大器的电路原理图(负载单元为电感);
图4是本发明低噪声放大器的电路原理图(负载单元为电阻);
图5是相同功耗下本发明与其它几种电路结构的电压增益仿真曲线比较;
图6是相同功耗下本发明与其它几种电路结构的噪声系数曲线比较;
图7是图3的另一种实施电路;
图8是图4的另一种实施电路;
图9、10是在窄带应用时的另两个实施例。
具体实施方式
参看图2,本发明设有输入放大单元1、输入放大单元2、正反馈隔离单元3以及负载单元4。差分射频输入信号的正负两端分别连接输入放大单元1、输入放大单元2的正输入端in+及负输入端in-,输入放大单元1的输出端连接输入放大单元2,将放大的正反馈信号通过电容耦合送给输入放大单元2,输入放大单元2输出端连接正反馈隔离单元3,正反馈隔离单元3的输出连接负载单元4,负载单元4输出差分射频输出信号。
参看图3,图4,输入放大单元1、输入放大单元2采用电流复用共栅结构,并在输入放大单元1的PMOS管栅极到源极和衬底到源极进行了双交叉耦合,输入放大单元2的NMOS管衬底到源极进行了交叉耦合,差分输入端通过输入放大单元1、输入放大单元2实现50欧姆输入阻抗。输入放大单元1的PMOS管产生的放大电压信号通过电容交叉耦合给输入放大单元2的NMOS管的栅极,形成有源电容交叉耦合结构。输入放大单元2再通过正反馈隔离单元3与负载单元4连接,如果负载单元4的元件为电感,则正反馈隔离单元3产生的负阻可以部分抵消负载单元4中电感的损耗以提高电感等效Q值,进而提高电路增益,增强电路选频特性。如果负载单元4的元件为电阻,则正反馈隔离单元产生的负阻与负载电阻并联,可以在选取较低负载阻值的电阻以降低负载单元上的直流压降的同时,获得较大的交流负载电阻,进而提高电路增益。最终通过电容输出放大的电压差分信号。其中:输入放大单元1设有PMOS管M1、M2以及电容C1、C2、C3、C4,电阻R1、R2、R3、R4;输入放大单元2设有NMOS管M3、M4以及电阻R3、R4;隔离正反馈单元3设有NMOS管M5、M6;负载单元5设有电感L1(或电阻)、电容C5、C6。电路的连接关系如下:差分射频in+、in-信号连接输入放大单元1的PMOS管M1、M2的源极,PMOS管M1、M2的栅极串联电阻R1、R2后连接到偏置电压Vbias_PMOS,PMOS管M1的栅极串联电容C1后连接M2源极,PMOS管M2的栅极串联电容C2后连接M1源极,该连接方式为一组交叉耦合。同时,PMOS管M1的衬底连接M2源极,PMOS管M2的衬底连接M1源极,该连接方式为第二组交叉耦合。PMOS管M1、M2的漏极串联电阻R3、R4到地,同时串联电容C3、C4将放大信号输出反馈给输入放大单元2。差分射频in+、in-信号同时连接输入放大单元2的NMOS管M3、M4的栅极串联电阻R5、R6后连接到偏置电压Vbias_NMOS,NMOS管M3的衬底连接M4源极,NMOS管M4的衬底连接M3源极,该连接方式为第三组交叉耦合。NMOS管M3、M4的栅极同时连接经由放大单元1中电容C3、C4的另一端,接收经放大单元1放大的输出信号,该连接方式构成第四组交叉耦合,该交叉耦合也为有源电容交叉耦合部分。NMOS管M3、M4的漏极分别连接正反馈隔离单元3的NMOS管M5、M6的源极,NMOS管M5的衬底与源极互连,NMOS管M6的衬底与源极互连;正反馈隔离单元3的NMOS管M5的栅极连接NMOS管M6的漏极,NMOS管M6的栅极连接NMOS管M5的漏极,该连接方式构成第五组交叉耦合,该交叉耦合为负载正反馈形成负阻的部分。
负载单元可以由电感或电阻元件组成。如果负载单元元件为电感,则NMOS管M5、M6的漏极分别连接负载单元4差分电感L1的两端,后经电容C5、C6输出差分射频信号。L1的中心抽头连接电源电压VDD。如果负载单元元件为电阻,则NMOS管M5、M6的漏极分别连接负载单元4电阻R7、R8后在连接电源电压VDD,后经电容C5、C6输出差分射频信号。
差分射频输入信号通过输入放大单元1和输入放大单元2输入,对于共栅结构的放大电路,其输入阻抗约为1/(gm+gmb),此处,gm为共栅极晶体管的跨导,gmb为共栅极晶体管衬底B到源极S的电位差带来的等效跨导。首先,本专利中采用电流复用技术,对输入放大单元1和输入放大单元2的输入阻抗分别匹配到100欧姆,两者并联即为系统输入阻抗50欧姆。相比传统共栅结构放大器,所需要的功耗降低了一半。而且,这种连接方法降低了MOS管的二级效应,使得电路的总体噪声系数有所降低。其次,增加gm和gmb可以降低电路的输入阻抗。gm和gmb与电流Id相关,通过增加gm和gmb来降低输入阻抗意味着必须增加工作电流,也就是增加了功耗。本专利在输入端进行了三组交叉耦合,PMOS管M1的栅极串联电容C1后连接M2的源极,PMOS管M2的栅极串联电容C2后连接M1的源极。同时,MOS管M1、M3的衬底分别连接M2、M4的源极,MOS管M2、M4的衬底分别连接M1、M3的源极。此时,输入放大单元1中PMOS管对应的等效gm和gmb增加为2gm和2gmb。输入放大单元2中NMOS管对应的等效gmb增加为2gmb。这种连接方式又可以大幅度降低功耗。综上所述,相比传统共栅结构放大器完成50欧姆输入匹配,本专利需要的功耗大幅度降低。即在相同电源电压下,工作电流降低为传统共栅结构低噪声放大器的约四分之一。同时交叉耦合连接方式可以改善噪声系数。
另一方面,输入放大单元1产生的放大信号通过电容耦合反馈到输入放大单元2的栅极。可以大幅度降低电路的噪声系数。其原理如下,共栅放大器的噪声表达式为:
其中F为放大器的噪声系数,γ是沟道热噪声电流系数,α是短沟道效应因数,gm是共栅晶体管的跨导,A是等效耦合放大电路的增益。而在普通无源电容交叉耦合电路中A约为1,因为是通过电容直接连接反向信号。则使用无源电容交叉耦合技术可以将共栅放大器的噪声系数第二项分母变为2α,也就是说将第二项对噪声系数的贡献降低到原来的二分之一。然而,如果可以将放大了的信号反馈回栅极,也就是说,如果等效放大器的增益大于1,则对第二项的数值的降低将会起到更好的作用,使得噪声系数进一步降低为:
其中F为放大器的噪声系数,γ是沟道热噪声电流系数,α是短沟道效应因数,A是等效耦合放大电路的增益。共栅放大器的噪声系数第二项分母变为(1+A)α,第二项对噪声系数的贡献进一步降低,降低程度取决于增益A的大小。但是,使用该技术必须额外使用一级放大电路,这会引入额外的功耗。此处电流复用技术可以在不增加功耗的基础上,得到放大的差分信号。输入放大单元1产生的放大信号反向交叉后送给输入放大单元2的NMOS管栅极。具体体现为PMOS管M1、M2的漏极串联电阻R3、R4到地,同时串联电容C3、C4将放大信号输出反馈给输入放大单元2中NMOS管M3、M4的栅极。该方案既能够不消耗更多的电流,又可以实现有源电容交叉耦合结构。
NMOS管M3、M4的漏极分别连接正反馈隔离单元3的NMOS管M5、M6的源极。正反馈隔离单元3的NMOS管M5的栅极连接NMOS管M6的漏极,NMOS管M6的栅极连接NMOS管M5的漏极,该连接方式可以产生等效为-1/gm的阻抗,为负阻。该阻抗直接与负载单元并联,如果负载单元元件为电感,可以提高电感等效Q值,从而提高电路的增益和选频特性。如果负载单元元件为电阻,则该阻抗与负载电阻并联,可以在选取较低阻值的电阻以降低负载单元上的直流压降的同时,获得较大的交流负载电阻,进而提高电路增益。这种连接方式,构成了电路的负载正反馈部分。
如果负载元件为电感,NMOS管M5、M6的漏极连接负载差分电感L1的两端和电容C5、C6,输出放大的电压信号即为射频差分输出信号。负载单元中L1的中心抽头连接电源VDD,构成电路完整的直流通路。L1和C5、C6以及NMOS管M5、M6的寄生电容构成LC谐振电路,满足所需频段的选频特性。如果负载单元元件为电阻,则NMOS管M5、M6的漏极分别连接电阻R7、R8后连接电源电压VDD,通过C5、C6分别输出正负差分射频输出信号,隔离直流分量。
参看图5可见,相同功耗下本发明与电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+负载正反馈技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术+负载正反馈技术的电压增益曲线比较,其结果显示本发明设计的低噪声放大器增益最高。在相同功耗条件下(1.8V电源电压下,工作电流0.5mA),传统共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+负载正反馈技术等,由于工作电流仅为0.5mA,导致上述放大器均不具有放大功能,不能正常工作。而本发明的电路结构与电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+负载正反馈技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术+负载正反馈技术的增益仿真曲线的比较结果如图5所示。由图5可得,本发明的电路结构可以提供最高的增益。
参看图6可见,相同功耗下本发明与相同功耗下本发明与电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+负载正反馈技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术+负载正反馈技术的噪声系数曲线比较,其结果显示本发明设计的低噪声放大器在工作频段内噪声系数最低。在相同增益或噪声系数条件下,本发明设计的低噪声放大器与传传统共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+负载正反馈技术相比,其功耗远低于其他结构。在相同功耗条件下(1.8V电源电压下,工作电流0.5mA),本传统共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+负载正反馈技术,都不能正常工作。本发明的电路结构与电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+有源电容交叉耦合技术、电流复用共栅结构放大器+衬底及栅源交叉耦合技术+负载正反馈技术、电流复用共栅结构放大器+有源电容交叉耦合技术+负载正反馈技术的噪声系数仿真曲线比较结果如图6所示。由图6可得,本发明结构可以得到最低的噪声系数。
虽然本发明中给出的是2.4GHz频段的仿真结果,但通过调整本发明的元件参数,本发明同样适用于其他频段。本发明结构除了可以用场效应管实现,也可以用双极型晶体管实现。用双极型晶体管实现时,对应图3和图4,只需要将NMOS管替换成NPN型三极管,PMOS管替换成PNP型三极管,同时取消原本存在于MOS器件中的衬底到源极的交叉耦合即可。具体实施方案如图7(电感负载)和图8(电阻负载)所示。在窄带应用时,本发明中第一输入放大单元的电阻R3、R4也可以被替换为电感电容谐振电路,具体实施方案如图9(场效应管实现)、图10(双极型晶体管实现)。
Claims (3)
1.一种超低功耗低噪声放大器,其特征在于:设有第一、第二两个输入放大单元、正反馈隔离单元以及负载单元,差分射频输入信号的正负两端分别连接第一、第二两个输入放大单元的正输入端及负输入端,第一输入放大单元的输出端将放大信号通过电容交叉耦合反馈给第二输入放大单元,第二输入放大单元的输出端连接正反馈隔离单元,正反馈隔离单元的输出连接负载单元,负载单元输出差分射频输出信号;其中:
第一输入放大单元包括PMOS管M1及PMOS管M2、四个电阻R1、R2、R3及R4、四个电容C1、C2、C3及C4,PMOS管M1的栅极与电容C1及电阻R1的一端连接在一起,PMOS管M2的栅极与电容C2及电阻R2的一端连接在一起,电阻R1及电阻R2的另一端均连接第一偏置电压,电容C1的另一端与PMOS管M2的源极以及差分射频输入信号的负输入端连接在一起,电容C2的另一端与PMOS管M1的源极以及差分射频输入信号的正输入端连接在一起,PMOS管M1的衬底连接PMOS管M2的源极,PMOS管M2的衬底连接PMOS管M1的源极,PMOS管M1的漏极与电容C3、电阻R3的一端连接在一起,PMOS管M2的漏极与电容C4、电阻R4的一端连接在一起,电阻R3、R4的另一端均接地;
第二输入放大单元包括NMOS管M3、NMOS管M4、两个电阻R5及R6,NMOS管M3的栅极与电阻R5的一端及第一输入放大单元中电容C3的另一端连接在一起,NMOS管M4的栅极与电阻R6的一端及第一输入放大单元中电容C4的另一端连接在一起,电阻R5、R6的另一端均连接第二偏置电压,NMOS管M3的源极与NMOS管M4的衬底以及差分射频输入信号的正输入端连接在一起,NMOS管M4的源极与NMOS管M3的衬底以及差分射频输入信号的负输入端连接在一起;
正反馈隔离单元包括NMOS管M5及NMOS管M6,NMOS管M5的衬底与源极互连,NMOS管M6的衬底与源极互连;NMOS管M5及NMOS管M6的源极分别连接第二输入放大单元中NMOS管M3及NMOS管M4的漏极,NMOS管M5的栅极连接NMOS管M6的漏极,NMOS管M6的栅极连接NMOS管M5的漏极;
负载单元包括两个负载元件及两个电容C5及C6,一个负载元件的一端与正反馈隔离单元中NMOS管M5的漏极以及电容C6的一端连接在一起,另一个负载元件的一端与正反馈隔离单元中NMOS管M6的漏极以及电容C5的一端连接在一起,电容C5及C6的另一端分别输出差分射频输出正、负信号,两个负载元件的另一端连接电源电压VDD。
2.根据权利要求1所述的超低功耗低噪声放大器,其特征在于:负载元件为电感,电感的一端与电容C6的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M5的漏极连接在一起,电感的另一端与电容C5的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M6的漏极连接在一起.,电感的中心抽头连接电源电压VDD,电容C5及C6的另一端分别输出差分射频输出正、负信号。
3.根据权利要求1所述的超低功耗低噪声放大器,其特征在于:负载元件为两个电阻R7及R8,电阻R7的一端与电容C6的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M5的漏极连接在一起,电阻R8的一端与电容C5的一端以及正反馈隔离单元中NMOS管M6的漏极连接在一起,电阻R7及R8的另一端连接电源电压VDD,电容C5及C6的另一端分别输出差分射频输出正、负信号。
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CN2012103152261A CN102801389A (zh) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | 一种超低功耗低噪声放大器 |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103117708A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 东南大学 | 一种低功耗高增益的下混频器 |
CN103117710A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-05-22 | 中国矿业大学 | 差分式低噪声并行多频放大器 |
CN103219951A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-24 | 中国科学技术大学 | 一种采用噪声抵消技术的低功耗低噪声放大器 |
CN104836532A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-12 | 苏州沿芯微电子科技有限公司 | 一种电压转换为电流的跨导放大电路 |
CN104954031A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-30 | 电子科技大学 | 一种噪声消除宽带射频接收前端 |
CN106487344A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-03-08 | 天津大学 | 一种CMOS工艺2400MHz线性功率放大器 |
CN106817094A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-09 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种射频低噪声放大器及其实现方法 |
CN113794451A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-14 | 西安电子科技大学 | 一种基于振荡负阻特性的低功耗单端反射放大器电路 |
CN114513175A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-17 | 电子科技大学 | 一种带体漏交叉耦合技术的高增益中频放大器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010050587A1 (en) * | 2000-05-12 | 2001-12-13 | Arshad Madni | Radio frequency amplifier and tuner |
CN201039094Y (zh) * | 2007-05-21 | 2008-03-19 | 杭州中科微电子有限公司 | 一种高增益射频低噪声放大器 |
CN101350592A (zh) * | 2008-07-11 | 2009-01-21 | 东南大学 | 超宽带低噪声放大器 |
EP2037573A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-18 | Seiko Epson Corporation | Ultra-low power consumption low noise amplifier |
CN102332868A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-01-25 | 东南大学 | 一种低功耗宽带低噪声放大器 |
-
2012
- 2012-08-30 CN CN2012103152261A patent/CN102801389A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010050587A1 (en) * | 2000-05-12 | 2001-12-13 | Arshad Madni | Radio frequency amplifier and tuner |
CN201039094Y (zh) * | 2007-05-21 | 2008-03-19 | 杭州中科微电子有限公司 | 一种高增益射频低噪声放大器 |
EP2037573A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-18 | Seiko Epson Corporation | Ultra-low power consumption low noise amplifier |
CN101350592A (zh) * | 2008-07-11 | 2009-01-21 | 东南大学 | 超宽带低噪声放大器 |
CN102332868A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-01-25 | 东南大学 | 一种低功耗宽带低噪声放大器 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103117710A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-05-22 | 中国矿业大学 | 差分式低噪声并行多频放大器 |
CN103117708A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 东南大学 | 一种低功耗高增益的下混频器 |
CN103219951A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-24 | 中国科学技术大学 | 一种采用噪声抵消技术的低功耗低噪声放大器 |
CN103219951B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-12-02 | 中国科学技术大学 | 一种采用噪声抵消技术的低功耗低噪声放大器 |
CN104954031B (zh) * | 2015-05-05 | 2017-04-12 | 电子科技大学 | 一种噪声消除宽带射频接收前端 |
CN104954031A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-30 | 电子科技大学 | 一种噪声消除宽带射频接收前端 |
CN104836532B (zh) * | 2015-05-12 | 2018-07-31 | 苏州沿芯微电子科技有限公司 | 一种电压转换为电流的跨导放大电路 |
CN104836532A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-12 | 苏州沿芯微电子科技有限公司 | 一种电压转换为电流的跨导放大电路 |
CN106487344A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-03-08 | 天津大学 | 一种CMOS工艺2400MHz线性功率放大器 |
CN106817094A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-09 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种射频低噪声放大器及其实现方法 |
CN106817094B (zh) * | 2017-01-19 | 2019-05-03 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种射频低噪声放大器及其实现方法 |
CN113794451A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-14 | 西安电子科技大学 | 一种基于振荡负阻特性的低功耗单端反射放大器电路 |
CN113794451B (zh) * | 2021-08-11 | 2023-06-30 | 西安电子科技大学 | 一种基于振荡负阻特性的低功耗单端反射放大器电路 |
CN114513175A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-17 | 电子科技大学 | 一种带体漏交叉耦合技术的高增益中频放大器 |
CN114513175B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-10-27 | 电子科技大学 | 一种带体漏交叉耦合技术的高增益中频放大器 |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20121128 |