CN106130489A - 一种低噪声放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低噪声放大器，所述低噪声放大器包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一变压器耦合正反馈电路、第二变压器耦合正反馈电路、第一电感和第二电感。本发明低噪声放大器通过在第一场效应管的源极连接第一变压器耦合正反馈电路，可有效改善低噪声放大器的噪声系数，降低直流功耗；且结构简单，组成元器件少，可降低成本，减小体积。

Description

一种低噪声放大器

技术领域

本发明涉及放大器技术领域，特别是涉及一种低噪声放大器。

背景技术

低噪声放大器作为无线接收机的第一级，对整个无线接收系统的性能具有决定性的影响。传统的微波低噪声放大器都是采用简单的共源、共栅等结构，虽然该种结构具有较好的输入匹配，但噪声系数较高，增益较高时功耗大，不能较好的满足系统要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低噪声放大器，可降低放大器噪声系数。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种低噪声放大器，所述低噪声放大器包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一变压器耦合正反馈电路、第二变压器耦合正反馈电路、第一电感和第二电感；其中，

所述第一场效应管的源极连接所述第一变压器耦合正反馈电路的一端，所述第一变压器耦合正反馈电路的另一端接地；且所述第一场效应管的源极与所述第一变压器耦合正反馈电路一端连接的第一接点连接信号输入端；

所述第一场效应管的栅极连接所述第二变压器耦合正反馈电路的一端，所述第二变压器耦合正反馈电路的另一端连接第一偏压电压Vb1；

所述第一场效应管的漏极连接第一电感的一端，且所述第一电感的另一端连接工作电压VDD；

所述第二场效应管的栅极连接在所述第一场效应管的漏极与第一电感的一端连接的第二接点处；所述第二场效应管的源极接地；所述第二场效应管的漏极连接所述第三场效应管的源极；

所述第三场效应管的栅极连接第二偏压电压Vb2，所述第三场效应管的漏极连接所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述工作电压VDD，且所述第三场效应管的漏极与所述第二电感一端连接的第三接点连接信号输出端。

可选的，所述低噪声放大器还包括耦合电容，所述耦合电容连接在所述第二场效应管的栅极与所述第二接点之间。

可选的，所述低噪声放大器还包括输入电容，所述输入电容连接在所述信号输入端与所述第一接点之间。

可选的，所述低噪声放大器还包括输出电容，所述输出电容连接在所述信号输出端与所述第三接点之间。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明低噪声放大器通过在第一场效应管的源极连接第一变压器耦合正反馈电路，可有效改善低噪声放大器的噪声系数，降低直流功耗；且结构简单，组成元器件少，可降低成本，减小体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例低噪声放大器的结构示意图。

符号说明：

第一场效应管 1 第二场效应管 2

第三场效应管 3 第一变压器耦合正反馈电路 4

第二变压器耦合正反馈电路 5 第一电感 6

第二电感 7 信号输入端 8

信号输出端 9 耦合电容 10

输入电容 11 输出电容 12。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种低噪声放大器，通过在第一场效应管的源极连接第一变压器耦合正反馈电路，可有效改善低噪声放大器的噪声系数，降低直流功耗；且结构简单，组成元器件少，可降低成本，减小体积。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明低噪声放大器包括第一场效应管1、第二场效应管2、第三场效应管3、第一变压器耦合正反馈电路4、第二变压器耦合正反馈电路5、第一电感6和第二电感7。

其中，所述第一场效应管1的源极连接所述第一变压器耦合正反馈电路4的一端，所述第一变压器耦合正反馈电路4的另一端接地；且所述第一场效应管1的源极与所述第一变压器耦合正反馈电路4一端连接的第一接点连接信号输入端8；所述第一场效应管1的栅极连接所述第二变压器耦合正反馈电路5的一端，所述第二变压器耦合正反馈电路5的另一端连接第一偏压电压Vb1；所述第一场效应管1的漏极连接第一电感6的一端，且所述第一电感6的另一端连接工作电压VDD。

所述第二场效应管2的栅极连接在所述第一场效应管1的漏极与第一电感的一端6连接的第二接点处；所述第二场效应管2的源极接地；所述第二场效应管2的漏极连接所述第三场效应管3的源极。

所述第三场效应管3的栅极连接第二偏压电压Vb2，所述第三场效应管3的漏极连接所述第二电感7的一端，所述第二电感7的另一端连接所述工作电压VDD，且所述第三场效应管3的漏极与所述第二电感7一端连接的第三接点连接信号输出端9。

为了提高本发明低噪声放大器的可靠性，本发明低噪声放大器还包括耦合电容10，所述耦合电容10连接在所述第二场效应管2的栅极与所述第二接点之间。

进一步地，本发明低噪声放大器还包括输入电容11，所述输入电容11连接在所述信号输入端8与所述第一接点之间。此外，本发明低噪声放大器还包括输出电容12，所述输出电容12连接在所述信号输出端9与所述第三接点之间。

本发明低噪声放大器利用共栅结构的第二变压器耦合正反馈电路5的原线圈、共栅极的第一场效应管1实现输入匹配，利用第二级的共栅极第二场效应管5和连接在第三场效应管6漏级的第二电感7实现输出匹配。

下面以具体实施例进行详细描述(如图1所示，K1指信号流向)：

输入匹配级通过共栅级的第一场效应管1与第二变压器耦合正反馈电路5的原线圈共同实现(如图1中1区所示)，其为整个放大器输入端实现匹配；通过第一场效应管1与第一变压器耦合正反馈电路4实现输入和输出的正反馈，从而不仅为信号提供增益，而且能够实现噪声减弱；输出匹配级通过第二级的共栅极第二场效应管5和连接在第三场效应管6漏级的第二电感7实现输出匹配(如图1中的2区所示)其为第二路信号提高增益，降低功耗。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的变压器跨导增强结构的低噪声放大器方案在维持增益、输入输出匹配等参数合理的情况下，首次在微波频段利用变压器增强跨导，有效改善了低噪声放大器的噪声系数，降低了直流功耗，且结构设计巧妙，所使用元器件较少，成型后体积小巧，符合实际需求。

(2)在本发明中，场效应管M1的沟道噪声在第一级场效应管M1的源级通过变压器反向耦合到场效应管M1的栅级，相位相反的沟道噪声再经过场效应管M1的放大，在沟道中相位相反的同源相干噪声相互抵消，从而降低低噪声放大器，乃至整个接收机的噪声系数，降噪效果十分良好。

(3)在本发明中，输入信号在第一级场效应管M1的源级通过变压器反向耦合到场效应管M1的栅级，使得场效应管的实际有效输入信号加倍，实现增益的提高，功耗的降低，也有利于降低后级电路噪声系数的影响。

(4)在本发明中，第二场效应管和第三场效应管共同组成共源共栅级放大器，有利于提高增益，降低功耗。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一变压器耦合正反馈电路、第二变压器耦合正反馈电路、第一电感和第二电感；其中，

所述第一场效应管的源极连接所述第一变压器耦合正反馈电路的一端，所述第一变压器耦合正反馈电路的另一端接地；且所述第一场效应管的源极与所述第一变压器耦合正反馈电路一端连接的第一接点连接信号输入端；

所述第一场效应管的栅极连接所述第二变压器耦合正反馈电路的一端，所述第二变压器耦合正反馈电路的另一端连接第一偏压电压Vb1；

所述第一场效应管的漏极连接第一电感的一端，且所述第一电感的另一端连接工作电压VDD；

所述第二场效应管的栅极连接在所述第一场效应管的漏极与第一电感的一端连接的第二接点处；所述第二场效应管的源极接地；所述第二场效应管的漏极连接所述第三场效应管的源极；

所述第三场效应管的栅极连接第二偏压电压Vb2，所述第三场效应管的漏极连接所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述工作电压VDD，且所述第三场效应管的漏极与所述第二电感一端连接的第三接点连接信号输出端。

2.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器还包括耦合电容，所述耦合电容连接在所述第二场效应管的栅极与所述第二接点之间。

3.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器还包括输入电容，所述输入电容连接在所述信号输入端与所述第一接点之间。

4.根据权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器还包括输出电容，所述输出电容连接在所述信号输出端与所述第三接点之间。