CN103618505A - 放大器电路 - Google Patents

Abstract

一种放大器电路，其中，第一电容的第一端适于接收输入信号，第一电容的第二端连接第一电感的第一端；第一电感的第二端连接第一MOS管的栅极；第一MOS管的源极连接第二电感的第一端，第一MOS管的漏极连接第二MOS管的源极；第二MOS管的漏极连接第三电感的第一端、第一电阻的第一端和第二电容的第一端；第三MOS管的源极连接第二MOS管的源极，第三MOS管的漏极连接第二MOS管的漏极；第二电容的第二端连接第三电容的第一端；第三电感的第二端连接第一电阻的第二端和第三电容的第二端并适于输入第一电压；第二电感的第二端适于输入第二电压；第一MOS管和第二MOS管均工作在饱和区，第三MOS管工作在弱反型区，第一电压和第二电压的电压值不相等。

Description

放大器电路

技术领域

本发明涉及一种放大器电路。

背景技术

同步全球定位系统（Simultaneous GPS，S-GPS）是GPS信号的接收和手机语音或数据信号的传输在同一时间发生的操作。语音或数据传输中的干扰信号可能会泄漏到GPS接收机的通路中，并会因接收机的低噪声放大器或接收器后端的过载而影响接收器的灵敏度。

一般而言，在手机内部环境相对较为嘈杂，而天线接收到的GPS信号非常微弱，设计人员需要对微弱传入的GPS信号，同时还有语音或数据传输中的强干扰信号保持GPS接收器的灵敏度。这需要GPS接收机前端的低噪声放大器针对微弱的GPS信号具有低噪声系数和高增益，同时还能非常有效地阻断强干扰信号，高线性度的低噪声放大器设计有为关键。然而，现有放大器无法达到上述要求。

发明内容

本发明解决的问题是现有放大器的线性度不高。

为解决上述问题，本发明提供一种放大器电路，包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第三电感、第一MOS管、MOS管组和第一电阻，所述MOS管组包括：第二MOS管和第三MOS管；

所述第一电容的第一端适于接收输入信号，所述第一电容的第二端连接所述第一电感的第一端；

所述第一电感的第二端连接所述第一MOS管的栅极；

所述第一MOS管的源极连接所述第二电感的第一端，所述第一MOS管的漏极连接所述第二MOS管的源极；

所述第二MOS管的漏极连接所述第三电感的第一端、第一电阻的第一端和第二电容的第一端；

所述第三MOS管的源极连接所述第二MOS管的源极，所述第三MOS管的漏极连接所述第二MOS管的漏极；

所述第二电容的第二端连接所述第三电容的第一端；

所述第三电感的第二端连接第一电阻的第二端和第三电容的第二端并适于输入第一电压；

所述第二电感的第二端适于输入第二电压；

所述第一MOS管和第二MOS管均工作在饱和区，所述第三MOS管工作在弱反型区，所述第一电压和第二电压的电压值不相等。

可选的，所述第一MOS管为共源结构。

可选的，所述第二MOS管和第三MOS管均为共栅结构。

可选的，所述放大器电路还包括：第四电容；

所述第四电容的第一端连接所述第三电感的第二端，所述第四电容的第二端连接所述第二电容的第一端。

可选的，所述放大器电路还包括：第三电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述第二电容的第二端，所述第三电阻的第二端适于输入所述第二电压。

可选的，所述放大器电路还包括：第四电感；

所述第四电感的第一端连接所述第二电容的第二端。

可选的，所述放大器电路还包括：第三电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述第四电感的第二端，所述第三电阻的第二端适于输入所述第二电压。

可选的，所述放大器电路还包括：第四电阻和天线；

所述第四电阻的第一端连接所述第一电容的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述天线。

与现有技术相比，本发明的技术方案的放大器电路可以减小三阶非线性项，从而提高了放大器电路的线性度。

附图说明

图1是本发明放大器电路的一结构示意图；

图2是本发明放大器电路的另一结构示意图；

图3是本发明放大器电路的又一结构示意图；

图4是本发明放大器电路的又一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种放大器电路，包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一MOS管M1、MOS管组M和第一电阻R1、所述MOS管组M包括：第二MOS管M2和第三MOS管M3。

所述第一电容C1的第一端适于接收输入信号VIN，所述第一电容C1的第二端连接所述第一电感L1的第一端。

所述第一电感L1的第二端连接所述第一MOS管M1的栅极。

所述第一MOS管M1的源极连接所述第二电感L2的第一端，所述第一MOS管M1的漏极连接所述第二MOS管M2的源极。

所述第二MOS管M2的漏极连接所述第三电感L3的第一端、第一电阻R1的第一端和第二电容C2的第一端。

所述第三MOS管M3的源极连接所述第二MOS管M2的源极，所述第三MOS管M3的漏极连接所述第二MOS管M2的漏极。

所述第二电容C2的第二端连接所述第三电容C3的第一端。

所述第三电感L3的第二端连接第一电阻R1的第二端和第三电容C3的第二端并适于输入第一电压。

所述第二电感L2的第二端、第二电阻R2的第二端和开关K的第二端均适于输入第二电压。

所述第一MOS管M1和第二MOS管均工作在饱和区，所述第三MOS管M3工作在弱反型区，所述第一电压和第二电压的电压值不相等。

本领域技术人员可以知晓，当第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3均为NMOS管时，第一电压可以为所述放大器电路的电源电压VDD，第二电压为地电压；当第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3均为PMOS管时，所述第一电压可以为地电压，第二电压为所述放大器电路的电源电压VDD。以下仅以第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3均为NMOS管作为本实施例的实现方式继续描述，本领域技术人员可以根据本实施例得知第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3均为PMOS管的实现方式。

由于第二MOS管M2工作在饱和区，所以第二MOS管M2的栅极输入的第一栅极电压VG1可以与电源电压VDD相等，即第二MOS管M2的栅极可以直接连接第三电感L3的第二端。

在本实施例中，第一MOS管M1可以为共源结构的MOS管，第二MOS管M2和第三MOS管可以为共栅结构的MOS管。

本实施例所述放大器电路的非线性项包括：

（I）第一MOS管M1的跨导引起的非线性项∝g3*gm1*Vin，g3<0，gm1>0；

（II）第二MOS管M2的跨导引起的非线性项∝gm3*g1/gm1*Vin，gm3为第二MOS管M2的三阶跨导，gm3<0，g1>0；

（III）第三MOS管M3的跨导引起的非线性项∝gn3*g1/gn1*Vin，gn1为第三MOS管M3的线性跨导，gn3为第三MOS管M3的三阶跨导，gn3>0，gn1>0。

在上述非线性项中，所述第一MOS管M1的跨导、第二MOS管M2的跨导和第三MOS管M3的跨导均指栅源电压引起的跨导。

虽然系数为负值的gm3数值较大，但是，本实施例引入了系数为正值的gn3，所以在整体上减小非线性项，从而提高放大器的线性度。

本实施例的MOS管组M所包含的MOS管的数量可以根据实际需要进行选择，只要MOS管组M包括至少一个工作在饱和区的MOS管和至少一个工作在弱反型区的MOS管，就可以减小非线性度。

本领域技术人员可以根据实际需要，根据本实施例提供的技术方案，对MOS管组M内的MOS管的选择合适的尺寸和栅极电压，从而进一步减小三阶跨导引起的非线性度，甚至可以做到完全抵消。

如图2所示，本实施例所述的放大器电路还可以包括：第四电感L4。所述第四电感L4的第一端连接所述第二电容C2的第二端。

在图2所示的放大器电路中，第四电感L4的第二端可以作为所述放大器电路的输出端OUT，第二电容C2、第三电容C3和第四电感L4构成输出匹配电路。

在第二电容C2、第三电容C3和第四电感L4构成的输出匹配电路中，第二电容C2为隔直电容，第三电容C3可以调谐输出谐振腔的中心频率以达到输出匹配的目的，第四电感L4可以将放大器电路的输出阻抗变换到高阻抗以提供功率增益。

继续参考图2，所述放大器电路还可以包括：第三电阻R3。所述第三电阻R3的第一端连接所述放大器电路的输出端OUT，所述第三电阻R3的第二端接地。

如图3所示，本实施例所述的放大器电路也可以不包括第四电感L4，而包括：第四电容C4。所述第四电容C4的第一端连接所述第三电感L3的第二端，所述第四电容C4的第二端连接所述第二电容C2的第一端。

在图3所示的放大器电路中，第二电容C2的第二端可以作为所述放大器电路的输出端OUT，第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4构成输出匹配电路。

在第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4构成的输出匹配电路中，第二电容C2可以将放大器电路的输出阻抗变换为较高的阻抗以提高功率增益，第四电容C4可以控制输出谐振腔的中心频率，第三电容C3提供额外的高频衰减以提高放大器电路在高频强干扰情形下的线性度，同时有效的增强了高频稳定性。

与第二电容C2、第三电容C3和第四电感L4构成的输出匹配电路相比，第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4构成的输出匹配电路用第三电容C3代替了第四电感L4，节省了电路面积，并且在较高的工作频率下，第二电容C2和第三电容C3组成了额外的对地低阻通路，有效的降低了高频时的输出阻抗，因而可以降低输出三阶交调项，从而提高放大器电路的线性度。

继续参考图3，所述放大器电路还可以包括：第三电阻R3。所述第三电阻R3的第一端连接所述放大器电路的输出端OUT，所述第三电阻R3的第二端接地。

如图4所示，所述放大器电路也可以同时包括第四电感L4和第四电容C4。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种放大器电路，其特征在于，包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第三电感、第一MOS管、MOS管组和第一电阻，所述MOS管组包括：第二MOS管和第三MOS管；

所述第一电容的第一端适于接收输入信号，所述第一电容的第二端连接所述第一电感的第一端；

所述第一电感的第二端连接所述第一MOS管的栅极；

所述第一MOS管的源极连接所述第二电感的第一端，所述第一MOS管的漏极连接所述第二MOS管的源极；

所述第二MOS管的漏极连接所述第三电感的第一端、第一电阻的第一端和第二电容的第一端；

所述第三MOS管的源极连接所述第二MOS管的源极，所述第三MOS管的漏极连接所述第二MOS管的漏极；

所述第二电容的第二端连接所述第三电容的第一端；

所述第三电感的第二端连接第一电阻的第二端和第三电容的第二端并适于输入第一电压；

所述第二电感的第二端适于输入第二电压；

所述第一MOS管和第二MOS管均工作在饱和区，所述第三MOS管工作在弱反型区，所述第一电压和第二电压的电压值不相等。

2.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述第一MOS管为共源结构。

3.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述第二MOS管和第三MOS管均为共栅结构。

4.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，还包括：第四电容；

所述第四电容的第一端连接所述第三电感的第二端，所述第四电容的第二端连接所述第二电容的第一端。

5.如权利要求4所述的放大器电路，其特征在于，还包括：第三电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述第二电容的第二端，所述第三电阻的第二端适于输入所述第二电压。

6.如权利要求1或4所述的放大器电路，其特征在于，还包括：第四电感；

所述第四电感的第一端连接所述第二电容的第二端。

7.如权利要求6所述的放大器电路，其特征在于，还包括：第三电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述第四电感的第二端，所述第三电阻的第二端适于输入所述第二电压。

8.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，还包括：第四电阻和天线；

所述第四电阻的第一端连接所述第一电容的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述天线。

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