CN106385239B - 一种增益可调的cmos宽带低噪声放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增益可调的CMOS宽带低噪声放大器，包括主增益级电路、输入阻抗匹配电路、增益控制级电路以及反馈电容单元。本发明通过控制尾电流源的导通产生可编程的电压，该编程电压加在主增益级电路共栅管的栅极，改变了该共栅管的跨导，进一步改变共源管的栅源电压，使得共源管的跨导改变，这样输入级的共源共栅管的跨导和产生了变化，最终改变了输入匹配以产生不同的放大增益，同时引入输出到输入的反馈电容，来补偿不同调节电压时的输入匹配，通过合理的规划编程电压和反馈电容，可以实现宽带匹配和低噪声放大器的精确增益步进。

Description

一种增益可调的CMOS宽带低噪声放大器
技术领域
本发明属于CMOS集成电路技术领域，具体涉及一种增益可调的CMOS宽带低噪声放大器。
背景技术
无线通信是当前发展最快的技术之一。近十年来，随着个人通信系统及数字电视、广播得到了迅猛的发展，人们对射频前端收发机的研究进入白热化的状态。由于通信数据量的不断提升，多模多频与宽带通信正逐渐成为一种趋势。多模多频接收机需要兼容多个频点，频率覆盖范围广。这就对超宽带接收机的低噪声放大器提出了更高的要求，要求实现在多模多频点的噪声匹配和信号低噪声放大。与此同时，随着无线通信技术和集成电路设计工艺的发展，市场用户对低噪声放大器的低成本、低功耗、小面积和高性能等指标提出了更高的要求。
在宽带接收机系统中，宽带低噪声放大器是一个非常重要的模块，它必须在很宽的频带范围内提供一定的增益并尽可能少的引入噪声，其噪声系数、增益、线性度及功耗等指标直接影响着接收机的性能。所以，宽带低噪声放大器是宽带接收机系统设计的关键技术之一。
现有的宽带低噪声放大器一般采用无源滤波器来实现输入阻抗匹配，采用这种宽带匹配结构来实现的增益可变的宽带低噪声放大器，其优点在于放大器可以达到很宽的带宽、平坦的增益和较优的噪声性能；缺点是需要很多无源元件，如果这些无源元件在片内实现，将会占用大量的芯片面积，极大的增加芯片制造成本，而且在片实现的无源元件特别是电感的品质因数较差，会恶化放大器的噪声性能，如果这些无源元件采用片外实现，则不利于芯片的单片集成。有些集成电路设计工艺不提供电感工艺，所以只能采用片外匹配。
现有的另一种宽带低噪声放大器常采用反馈结构来实现输入宽带阻抗匹配。如蔡述婷等在标题为一种基于噪声抵消技术的宽带低噪声放大器(微电子学，2009，39(4):516-519)的文献中设计的宽带低噪声放大器，能够实现较好的噪声系数、增益及线性度，可应用与DRM全频段和DAB(Band III)频段的调谐器芯片的接收端。但是整个电路的设计仅满足于单端应用，并且不能进行增益调节。
此外，公开号为CN101741316B的中国专利提出了采用反馈结构的增益可变的宽带低噪声放大器，在采用反馈结构的基础上增加了一种信号合成单元，并通过调节外部输入电压来控制射频低噪声放大器的增益，电路结构具有提高低噪声放大器的线性度，降低了系统对后级电路的动态范围的要求等优点；但是电路结构中大量用到了电感，难以在片全集成，并且通过调节外部输入电压来控制射频低噪声放大器的增益，该电路结构在实际应用时控制电压如何精确产生也是问题之一。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种增益可调的CMOS宽带低噪声放大器，电路结构由MOS管、电容和电阻组成，所采用各个单元都易于集成电路实现，片内无集成电感，极大的减小了芯片面积，在实现增益可调的情况下也能保证一定的噪声系数。
一种增益可调的CMOS宽带低噪声放大器，包括：主增益级电路、输入阻抗匹配电路、增益控制级电路以及两个反馈电容单元；其中：
所述的输入阻抗匹配电路用于将天线输入的单端信号转换成一对差分信号，使所述宽带低噪声放大器在设定的频率范围内满足输入阻抗匹配要求；
所述的主增益级电路用于对上述两路差分信号进行低噪声放大，其采用全差分的电阻并联反馈拓扑结构，以电阻作为并联反馈元件连接至其内部共源管的栅极；
所述的增益控制级电路用于对主增益级电路的增益进行调节，其根据外部输入的n位电平信号来选通尾电流源以产生不同的增益控制电压，该增益控制电压施加在主增益级电路中共栅管的栅极，进一步改变共源管的栅源电压，使得主增益级电路中共源管与共栅管的跨导和产生变化，进而改变主增益级电路的输入匹配以产生不同的放大增益，n为大于1的自然数；
所述的反馈电容单元根据外部输入的n位电平信号选通内部的电容开关支路，引入电容反馈，以补偿主增益级电路在不同增益控制电压下的输入匹配。
所述的输入阻抗匹配电路包括五个电容C1～C5、四个电感L1～L4和一个变压器；其中，电感L1的一端接天线输入的单端信号，电感L1的另一端与电容C1的一端以及电感L2的一端相连，电感L2的另一端与电容C2的一端以及电容C3的一端相连，电容C3的另一端与变压器原边绕组的一端相连，变压器原边绕组的另一端与电容C1的另一端以及电容C2的另一端相连并接地，变压器副边绕组的一端与电容C4的一端相连，变压器副边绕组的另一端与电容C5的一端相连，电容C4的另一端与电感L3的一端相连，电容C5的另一端与电感L4的一端相连，电感L3和L4的另一端分别产生一对差分信号。
所述的主增益级电路包括三个PMOS管P1～P3、六个NMOS管N1～N6、六个隔直电容CH1～CH6、八个电阻R1～R8以及并联反馈电阻Rfn和Rfp；其中，PMOS管P1的源极接电源电压，PMOS管P1的栅极接使能信号ENB，ENB为外部电路提供的使能信号EN经反相器后形成的与EN相位互补的使能信号，PMOS管P1的漏极与PMOS管P2的源极、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电阻R7的一端、电阻R6的一端以及PMOS管P3的源极相连，PMOS管P2的栅极与电阻R1的一端以及隔直电容CH1的一端相连，电阻R1的另一端接增益控制级电路提供的增益控制电压，PMOS管P2的漏极与并联反馈电阻Rfn的一端、隔直电容CH3的一端以及NMOS管N1的漏极相连，电阻R2的另一端与隔直电容CH3的另一端以及NMOS管N2的栅极相连，电阻R3的另一端与NMOS管N2的漏极相连，电阻R7的另一端与NMOS管N4的漏极相连，电阻R6的另一端与隔直电容CH6的一端以及NMOS管N4的栅极相连，PMOS管P3的漏极与并联反馈电阻Rfp的一端、隔直电容CH6的另一端以及NMOS管N6的漏极相连，PMOS管P3的栅极与电阻R5的一端以及隔直电容CH4的一端相连，电阻R5的另一端接增益控制级电路提供的增益控制电压，隔直电容CH1的另一端与并联反馈电阻Rfn的另一端、NMOS管N1的栅极以及隔直电容CH2的一端相连并接输入阻抗匹配电路产生的一路差分信号，隔直电容CH4的另一端与并联反馈电阻Rfp的另一端、NMOS管N6的栅极以及隔直电容CH5的一端相连并接输入阻抗匹配电路产生的另一路差分信号，隔直电容CH2的另一端与NMOS管N3的栅极、NMOS管N5的栅极以及隔直电容CH5的另一端相连并接增益控制级电路提供的偏置电压，NMOS管N1的源极和NMOS管N6的源极均接地，NMOS管N2的源极与NMOS管N3的漏极相连并产生一路低噪声放大后的差分信号，NMOS管N4的源极与NMOS管N5的漏极相连并产生另一路低噪声放大后的差分信号，NMOS管N3的源极与电阻R4的一端相连，NMOS管N5的源极与电阻R8的一端相连，电阻R4的另一端和电阻R8的另一端均接地；PMOS管P2和P3为共栅管，NMOS管N1和N6为共源管。
所述的增益控制级电路包括n路尾电流源、六个PMOS管MP1～MP6以及四个NMOS管MN1～MN4；其中，PMOS管MP1的源极与PMOS管MP6的源极、PMOS管MP4的源极以及PMOS管MP5的源极相连，PMOS管MP1的栅极与PMOS管MP6的漏极以及PMOS管MP2的源极相连，PMOS管MP6的栅极接外部电路提供的使能信号EN，PMOS管MP2的栅极接使能信号ENB，ENB为使能信号EN经反相器后形成的与EN相位互补的使能信号，PMOS管MP1的漏极与PMOS管MP2的漏极相连并产生所述的增益控制电压，PMOS管MP4的栅极与PMOS管MP5的栅极、PMOS管MP4的漏极以及NMOS管MN3的漏极相连，PMOS管MP5的漏极与NMOS管MN4的漏极以及NMOS管MN4的栅极相连并产生偏置电压，PMOS管MP3的源极接外部电路提供的偏置电流，PMOS管MP3的栅极与NMOS管MN2的栅极相连并接使能信号ENB，PMOS管MP3的漏极与NMOS管MN1的漏极以及NMOS管MN3的栅极相连，NMOS管MN2的源极与NMOS管MN1的源极、NMOS管MN3的源极以及NMOS管MN4的源极相连并接地；所述的尾电流源由上下两个NMOS管串联组成，其中上NMOS管作为尾电流源的控制开关，下NMOS管与NMOS管MN1组成镜像恒流源，上NMOS管的漏极与PMOS管MP1的漏极以及PMOS管MP2的漏极相连，上NMOS管的源极与下NMOS管的漏极相连，上NMOS管的栅极接外部输入对应的一位电平信号，下NMOS管的栅极与PMOS管MP3的漏极、NMOS管MN1的漏极以及NMOS管MN3的栅极相连，下NMOS管的源极接地。
所述的反馈电容单元由n条电容开关支路并联组成并接于主增益级电路对应的一组差分信号输入端与输出端之间；所述的电容开关支路由一CMOS开关管和一电容串联组成，CMOS开关管的栅极接外部输入对应的一位电平信号。
若电容开关支路中CMOS开关管栅极接收的是第i位电平信号，则该支路中电容的电容值为2iC，开关管的宽长比为2id，i为自然数且0≤i≤n-1，C为单位电容，d为单位宽长比。
本发明通过控制尾电流源的导通产生可编程的电压，该编程电压加在主增益级电路共栅管的栅极，改变了该共栅管的跨导，进一步改变共源管的栅源电压，使得共源管的跨导改变，这样输入级的共源共栅管的跨导和产生了变化，最终改变了输入匹配以产生不同的放大增益，同时引入输出到输入的反馈电容，来补偿不同调节电压时的输入匹配，通过合理的规划编程电压和反馈电容，可以实现宽带匹配和低噪声放大器的精确增益步进。
本发明电路结构原理明了清晰，实现的电路结构由MOS管、电容和电阻组成，所采用各个单元都易于集成电路实现，片内无集成电感，极大的减小了芯片面积，在实现增益可调的情况下也能保证一定的噪声系数。
附图说明
图1为本发明宽带低噪声放大器的结构示意图。
图2为输入阻抗匹配电路的结构示意图。
图3为主增益级电路的结构示意图
图4为增益控制级电路的结构示意图。
图5为反馈电容单元的结构示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明增益可调的CMOS宽带低噪声放大器包括输入阻抗匹配电路、主增益级电路、增益控制级电路以及反馈电容单元；其中
输入阻抗匹配电路接收来自于天线或其它设备的射频输入信号，并直接和主增益级电路相连接，其将天线输入的单端信号转换成一对差分信号，使宽带低噪声放大器在设定的频率范围内满足输入阻抗匹配要求。如图2所示，本实施方式中输入阻抗匹配电路包括五个电容C1～C5、四个电感L1～L4和一个匝数比为1:n的变压器Tr；其中，电感L1的一端与天线相连，另一端与电感L2的一端相连，形成信号输入端以接收射频输入信号；电感L1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端接地；电感L2的另一端连接电容C2的一端并接电容C3的一端，电容C2另一端接地；电容C3另一端接在变压器Tr原边一端，变压器Tr原边另一端接地；变压器Tr副边两端分别接电容C4和C5的一端，变压器Tr的应用实现了单端信号到差分信号的改变；电容C4和C5另一端分别连接电感L3和L4的一端，电感L3和L4的另一端形成输入阻抗匹配电路的差分信号输出端，输出信号至主增益级电路。
主增益级电路接收来自于输入阻抗匹配电路的差分信号，用以对差分信号进行低噪声放大，其采用全差分的电阻并联反馈结构和具有噪声抵消的拓扑结构，以达到宽带下实现输入匹配和减小系统的噪声系数。如图3所示，本实施方式中主增益级电路包括三个PMOS管P1～P3、六个NMOS管N1～N6、六个隔直电容CH1～CH6、八个电阻R1～R8以及并联反馈电阻Rfn和Rfp；其中，N1管(N6管)是共源结构，为低噪声放大器的主放大管，电路的噪声系数主要取决于这个管子；P2管(P3管)为共栅结构，主要作用是提供较大的反向隔离度和分别抑制N1管(N6管)的密勒效应。N2、N3、R3与R4(N4、N5、R7与R8)构成源极跟随器，形成输出级。P2、N1、N2、N3共同构成前馈噪声消除结构。Vref为P2管(P3管)的偏置电压，Vcont为N3管(N5管)的偏置电压，都由增益控制级电路产生。编程电压Vref加在P2管(P3管)的栅极，改变P2管(P3管)的跨导，通过隔直电容CH1、CH2和反馈电阻Rfn(CH4、CH5和反馈电阻Rfp)，进一步改变共源管N1(N6)的栅源电压，改变共源管N1(N6)的跨导，这样输入级的共源共栅管的跨导和产生了变化，改变了输入匹配以产生不同的放大增益。
增益控制级电路采用通过控制尾电流源的导通产生可编程的电压，该编程电压加在低噪声放大器共栅管的栅极，改变该共栅管的跨导，进一步改变共源管的栅源电压，使得共源管的跨导改变，这样输入级的共源共栅管的跨导和产生了变化，改变了输入匹配以产生不同的放大增益。如图4所示，本实施方式中增益控制级电路包括n路尾电流源、六个PMOS管MP1～MP6以及四个NMOS管MN1～MN4；其中，当EN为高电平时，ENB为低电平，开关管MP6、MN2断开，MP1、MP2及MP3关闭。偏置电流IBIAS流过MP3和MN1，可编程电流镜通过外部输入的n位电平信号来选通，第一位LVL<0>来选通第一个电流镜，电流为I；第二位LVL<1>来选通第二个电流镜，电流为2I；以此类推，第n位LVL<n-1>选通第n个电流镜，电流为2n-1I。当输入的n位电平信号全为1时，这时流过所有电流镜的电流和最大，为(2n-1)I，流过所有n个电流镜的电流和的范围为0～(2n-1)I，步进为I。流过所有电流镜的电流和流过MP1，MP1的栅极电压近似等于电源电压，MP1沟道的宽长比和类型选定以后，将产生固定的漏级电压，该电压作为增益控制电压Vref。当电流镜电流根据选通信号LVL<0>～LVL<n-1>进行可编程时，增益控制电压Vref也相应的变化。当n选定时，电流镜导通电流精度越高(即I越小)，输出可编程的电流步进就越小，产生的偏置电压步进就越小，即精度也就越高。当电流镜导通电流I为定值时，电平信号的选通位数n越大，输出可编程的电流范围就越大，产生的偏置电压范围就越大，调节的增益范围就越大。流过电流镜的电流I与偏置电流IBIAS在设计时可以根据具体情况设定合适的比例。偏置电流IBIAS在芯片设计时通常由带隙电流源提供。Vcont的产生也是通过电流镜和电流沉产生，该电压为一固定电压，给主增益级电路结构中的N3管(N5管)提供栅极电压。
反馈电容单元接于主增益级电路的输入与输出之间，通过引入输出到输入的反馈电容，来补偿不同调节电压时的输入匹配。如图5所示，本实施方式中反馈电容单元由外部输入的n位电平选通信号控制的开关管和电路组成的并联电容开关支路。图4中电流镜电流根据选通信号LVL<0>～LVL<n-1>进行选通时，相应的也选通图5中的开关管，开关管全部为NMOS管，当选通信号为高电平时，开关管导通，与开关管相串联的电容就连接在主增益级电路的输出与输入之间，引入了电容反馈，以补偿在不同偏置电压情况下的输入匹配。第一条并联电容开关支路的开关管M0的尺寸的宽长比假设为W/L，电容为C；第二条并联电容开关支路的开关管M1的尺寸的宽长比为2W/L，电容为2*C；同理，第n条并联电容开关支路的开关管Mn-1的尺寸的宽长比为(2n-1)W/L，电容为2n-1C。
本实施方式通过合理的规划编程电压和反馈电容，可以实现宽带匹配和低噪声放大器的精确增益步进。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种增益可调的CMOS宽带低噪声放大器，其特征在于：包括主增益级电路、输入阻抗匹配电路、增益控制级电路以及两个反馈电容单元；其中：
所述的输入阻抗匹配电路用于将天线输入的单端信号转换成一对差分信号，使所述宽带低噪声放大器在设定的频率范围内满足输入阻抗匹配要求；
所述的主增益级电路用于对上述差分信号进行低噪声放大，其采用全差分的电阻并联反馈拓扑结构，以电阻作为并联反馈元件连接至其内部共源管的栅极；
所述的增益控制级电路用于对主增益级电路的增益进行调节，其根据外部输入的n位电平信号来选通尾电流源以产生不同的增益控制电压，该增益控制电压施加在主增益级电路中共栅管的栅极，进一步改变共源管的栅源电压，使得主增益级电路中共源管与共栅管的跨导和产生变化，进而改变主增益级电路的输入匹配以产生不同的放大增益，n为大于1的自然数；
所述的反馈电容单元根据外部输入的n位电平信号选通内部的电容开关支路，引入电容反馈，以补偿主增益级电路在不同增益控制电压下的输入匹配。
2.根据权利要求1所述的CMOS宽带低噪声放大器，其特征在于：所述的输入阻抗匹配电路包括五个电容C1～C5、四个电感L1～L4和一个变压器；其中，电感L1的一端接天线输入的单端信号，电感L1的另一端与电容C1的一端以及电感L2的一端相连，电感L2的另一端与电容C2的一端以及电容C3的一端相连，电容C3的另一端与变压器原边绕组的一端相连，变压器原边绕组的另一端与电容C1的另一端以及电容C2的另一端相连并接地，变压器副边绕组的一端与电容C4的一端相连，变压器副边绕组的另一端与电容C5的一端相连，电容C4的另一端与电感L3的一端相连，电容C5的另一端与电感L4的一端相连，电感L3和L4的另一端分别产生一对差分信号。
3.根据权利要求1所述的CMOS宽带低噪声放大器，其特征在于：所述的主增益级电路包括三个PMOS管P1～P3、六个NMOS管N1～N6、六个隔直电容CH1～CH6、八个电阻R1～R8以及并联反馈电阻Rfn和Rfp；其中，PMOS管P1的源极接电源电压，PMOS管P1的栅极接使能信号ENB，ENB为外部电路提供的使能信号EN经反相器后形成的与EN相位互补的使能信号，PMOS管P1的漏极与PMOS管P2的源极、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电阻R7的一端、电阻R6的一端以及PMOS管P3的源极相连，PMOS管P2的栅极与电阻R1的一端以及隔直电容CH1的一端相连，电阻R1的另一端接增益控制级电路提供的增益控制电压，PMOS管P2的漏极与并联反馈电阻Rfn的一端、隔直电容CH3的一端以及NMOS管N1的漏极相连，电阻R2的另一端与隔直电容CH3的另一端以及NMOS管N2的栅极相连，电阻R3的另一端与NMOS管N2的漏极相连，电阻R7的另一端与NMOS管N4的漏极相连，电阻R6的另一端与隔直电容CH6的一端以及NMOS管N4的栅极相连，PMOS管P3的漏极与并联反馈电阻Rfp的一端、隔直电容CH6的另一端以及NMOS管N6的漏极相连，PMOS管P3的栅极与电阻R5的一端以及隔直电容CH4的一端相连，电阻R5的另一端接增益控制级电路提供的增益控制电压，隔直电容CH1的另一端与并联反馈电阻Rfn的另一端、NMOS管N1的栅极以及隔直电容CH2的一端相连并接输入阻抗匹配电路产生的一路差分信号，隔直电容CH4的另一端与并联反馈电阻Rfp的另一端、NMOS管N6的栅极以及隔直电容CH5的一端相连并接输入阻抗匹配电路产生的另一路差分信号，隔直电容CH2的另一端与NMOS管N3的栅极、NMOS管N5的栅极以及隔直电容CH5的另一端共连后外接增益控制级电路提供的偏置电压，NMOS管N1的源极和NMOS管N6的源极均接地，NMOS管N2的源极与NMOS管N3的漏极相连并产生一路低噪声放大后的差分信号，NMOS管N4的源极与NMOS管N5的漏极相连并产生另一路低噪声放大后的差分信号，NMOS管N3的源极与电阻R4的一端相连，NMOS管N5的源极与电阻R8的一端相连，电阻R4的另一端和电阻R8的另一端均接地；PMOS管P2和P3为共栅管，NMOS管N1和N6为共源管。
4.根据权利要求3所述的CMOS宽带低噪声放大器，其特征在于：所述的增益控制级电路包括n路尾电流源、六个PMOS管MP1～MP6以及四个NMOS管MN1～MN4；其中，PMOS管MP1的源极与PMOS管MP6的源极、PMOS管MP4的源极以及PMOS管MP5的源极相连，PMOS管MP1的栅极与PMOS管MP6的漏极以及PMOS管MP2的源极相连，PMOS管MP6的栅极接外部电路提供的使能信号EN，PMOS管MP2的栅极接使能信号ENB，ENB为使能信号EN经反相器后形成的与EN相位互补的使能信号，PMOS管MP1的漏极与PMOS管MP2的漏极相连并产生所述的增益控制电压，PMOS管MP4的栅极与PMOS管MP5的栅极、PMOS管MP4的漏极以及NMOS管MN3的漏极相连，PMOS管MP5的漏极与NMOS管MN4的漏极以及NMOS管MN4的栅极相连并产生偏置电压，PMOS管MP3的源极接外部电路提供的偏置电流，PMOS管MP3的栅极与NMOS管MN2的栅极相连并接使能信号ENB，PMOS管MP3的漏极与NMOS管MN1的漏极以及NMOS管MN3的栅极相连，NMOS管MN2的源极与NMOS管MN1的源极、NMOS管MN3的源极以及NMOS管MN4的源极相连并接地，NMOS管MN1的栅极与NMOS管MN2的漏极相连；所述的尾电流源由上下两个NMOS管串联组成，其中上NMOS管作为尾电流源的控制开关，下NMOS管与NMOS管MN1组成镜像恒流源，上NMOS管的漏极与PMOS管MP1的漏极以及PMOS管MP2的漏极相连，上NMOS管的源极与下NMOS管的漏极相连，上NMOS管的栅极接外部输入对应的一位电平信号，下NMOS管的栅极与PMOS管MP3的漏极、NMOS管MN1的漏极以及NMOS管MN3的栅极相连，下NMOS管的源极接地。
5.根据权利要求1所述的CMOS宽带低噪声放大器，其特征在于：所述的反馈电容单元由n条电容开关支路并联组成并接于主增益级电路对应的一组差分信号输入端与输出端之间；所述的电容开关支路由一CMOS开关管和一电容串联组成，CMOS开关管的栅极接外部输入对应的一位电平信号。
6.根据权利要求5所述的CMOS宽带低噪声放大器，其特征在于：若电容开关支路中CMOS开关管栅极接收的是第i位电平信号，则该支路中电容的电容值为2iC，开关管的宽长比为2id，i为自然数且0≤i≤n-1，C为单位电容，d为单位宽长比。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110460312A (zh) * 2019-06-27 2019-11-15 天津大学 一种宽带输出阻抗稳定的低噪声放大器
CN110554389B (zh) * 2019-09-26 2024-03-15 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种改善宽温工作增益起伏的77GHz雷达接收机电路
CN112968684B (zh) * 2021-02-08 2024-04-05 西安理工大学 基于跨导切换技术的宽频可编程增益放大器
CN113134155A (zh) * 2021-04-06 2021-07-20 武汉光燚激光科技有限公司 透皮弥散术皮肤治疗仪
CN113904642B (zh) * 2021-08-19 2024-09-20 天津大学 一种宽带低rms增益误差可变增益放大器
CN116032219A (zh) * 2022-12-26 2023-04-28 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 一种高线性度的低噪声放大器、芯片及电子设备
CN118249780B (zh) * 2024-05-28 2024-07-19 成都玖锦科技有限公司 一种输入直流耦合且输入偏置可调的宽带阻抗变换器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084473A (en) * 1998-12-29 2000-07-04 Maxim Integrated Products, Inc. Multipoint controlled high dynamic range variable gain amplifier
CN101741316A (zh) * 2009-12-24 2010-06-16 北京时代民芯科技有限公司 一种增益可变的宽带射频低噪声放大器
CN201663584U (zh) * 2010-04-06 2010-12-01 四川和芯微电子股份有限公司 前置均衡放大电路
CN101917169A (zh) * 2010-08-05 2010-12-15 复旦大学 高带宽低功耗频率补偿三级运算放大器
CN103036516A (zh) * 2012-12-31 2013-04-10 东南大学 低电源电压高共模抑制比运算放大器
CN103248324A (zh) * 2013-04-23 2013-08-14 南京邮电大学 一种高线性度低噪声放大器
CN203800896U (zh) * 2014-04-15 2014-08-27 无锡中科微电子工业技术研究院有限责任公司 一种环形振荡器用放大器
CN105207636A (zh) * 2015-10-30 2015-12-30 上海集成电路研发中心有限公司 可变增益的低噪声放大器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0121216D0 (en) * 2001-09-01 2001-10-24 Zarlink Semiconductor Ltd "Radio frequency amplifier and television tuner"

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084473A (en) * 1998-12-29 2000-07-04 Maxim Integrated Products, Inc. Multipoint controlled high dynamic range variable gain amplifier
CN101741316A (zh) * 2009-12-24 2010-06-16 北京时代民芯科技有限公司 一种增益可变的宽带射频低噪声放大器
CN201663584U (zh) * 2010-04-06 2010-12-01 四川和芯微电子股份有限公司 前置均衡放大电路
CN101917169A (zh) * 2010-08-05 2010-12-15 复旦大学 高带宽低功耗频率补偿三级运算放大器
CN103036516A (zh) * 2012-12-31 2013-04-10 东南大学 低电源电压高共模抑制比运算放大器
CN103248324A (zh) * 2013-04-23 2013-08-14 南京邮电大学 一种高线性度低噪声放大器
CN203800896U (zh) * 2014-04-15 2014-08-27 无锡中科微电子工业技术研究院有限责任公司 一种环形振荡器用放大器
CN105207636A (zh) * 2015-10-30 2015-12-30 上海集成电路研发中心有限公司 可变增益的低噪声放大器

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Implementation and noise optimization of a 433 MHz low power CMOS LNA";Xiushan Wu等;《Journal of Southeast University(English Edition)》;20090331;第25卷(第1期);第9-12页 *
"Low power CMOS LNA design optimization techniques";Xiushan Wu等;《2008 Asia-Pacific Microwave Conference》;20081220;第1-4页 *
"LSI中的CMOS运算放大器的设计";吴秀山等;《中国计量学院学报》;20050630;第16卷(第2期);第119-121页 *
"认知无线电频谱探测接收机中低噪声放大器的研究与设计";冯辉;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20100915;第2010年卷(第9期);I135-101 *
Jenny Yi-Chun Liu等."A wideband inductor⁃less single⁃to⁃differential LNA in 0.18 μm CMOS technology for digital TV receivers".《IEEE Microwave and Wireless Components Letters》.2014,第24卷(第7期),第472-474页. *
Mohamed El-Nozahi等."An inductor⁃less noise⁃cancelling broadband low noise amplifier with composite transistor pair in 90 nm CMOS technology".《IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS》.2011,第46卷(第5期),第1111-1122页. *

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