CN117650758A - 低噪声放大器及射频芯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通讯技术领域，本发明公开了一种低噪声放大器及射频芯片，低噪声放大器包括依次电连接的信号输入端、输入匹配电路、放大电路、输出匹配电路和信号输出端；放大电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管；第一MOS管的栅极连接第二MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接第二MOS管的源极，第一MOS管的栅极用于连接外部第一偏置电压，第二MOS管的栅极用于连接外部第二偏置电压；第三MOS管的源极分别连接第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极，第三MOS管的栅极用于连接外部第三偏置电压，第三MOS管的漏极还用于连接电源电压。本发明的低噪声放大器能够提升整个低噪声放大器的IIP3性能。

Description

低噪声放大器及射频芯片

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，尤其是涉及一种低噪声放大器及射频芯片。

背景技术

低噪声放大器是无线通信系统的关键组成部分，其作为信号接收机的第一级有源放大器，对于通信系统整体性能的影响至关重要。具有低噪声系数和高线性度的低噪声放大器，对减小相邻信道的干扰和频谱中交调分量的产生起着重要的作用。由于无线通信技术的发展，频谱资源日益匮乏，接收机前端在接收带内信号时常会收到带外或者带内的强干扰信号，这要求接收机前端的低噪声放大器在提供一定增益和较低的噪声系数外，还要能提供较高的线性度。

相关技术的提升IIP3（线性度指标）的方法是通过更改偏置提升电路的线性度，或者采用一些降低增益的办法来提高IIP3，但是前者在大部分情况下都是在增加电路的功耗，而后者的缺点也显而易见，需要很大程度的降低增益来换取IIP3的提升。

因此，上述的相关技术中，低噪声放大器的线性度低，IIP3性能提升效果差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种低噪声放大器，通过在放大电路上连接第一晶体管用于反馈，将放大电路产生的gm3互相抵消；用以解决现有的低噪声放大器的线性度低，IIP3性能提升效果差的问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种低噪声放大器，所述低噪声放大器包括依次电连接信号输入端、输入匹配电路、放大电路、输出匹配电路和信号输出端；所述放大电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管；所述第一MOS管的栅极连接所述第二MOS管的栅极，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的源极，所述第一MOS管的栅极用于连接外部第一偏置电压，所述第一MOS管的栅极还作为所述放大电路的输入端，所述第二MOS管的栅极用于连接外部第二偏置电压；所述第三MOS管的源极分别连接所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极，所述第三MOS管的栅极用于连接外部第三偏置电压，所述第三MOS管的漏极作为所述放大电路的输出端，所述第三MOS管的漏极还用于连接电源电压。

优选的，所述低噪声放大器还包括第一电感，所述第一电感的第一端分别连接所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的源极，所述第一电感的第二端接地。

优选的，所述低噪声放大器还包括第一电容，所述第一电容的第一端分别连接所述输入匹配电路的输出端和所述第二MOS管的栅极，所述第一电容的第二端连接所述第一MOS管的栅极。

优选的，所述低噪声放大器还包括第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第一电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第二MOS管的栅极。

优选的，所述低噪声放大器还包括第二电感，所述第二电感的第一端连接所述电源电压，所述第二电感的第二端分别连接所述第三MOS管的漏极和所述输出匹配电路的输入端。

优选的，所述第一MOS管、所述第二MOS管和所述第三MOS管均为NMOS管。

第二方面，本发明提供一种射频芯片，所述射频芯片包括上述的低噪声放大器。

与现有技术相比，本发明中的低噪声放大器，通过将信号输入端、输入匹配电路、放大电路、输出匹配电路和信号输出端依次电连接；将第一MOS管的栅极连接第二MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接第二MOS管的源极，第一MOS管的栅极用于连接外部第一偏置电压，第一MOS管的栅极还作为放大电路的输入端，第二MOS管的栅极用于连接外部第二偏置电压；第三MOS管的源极分别连接第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极，第三MOS管的栅极用于连接外部第三偏置电压，第三MOS管的漏极作为放大电路的输出端，第三MOS管的漏极还用于连接电源电压；通过在不同的偏置电压下，使得第一MOS管和第二MOS管分别产生一个正的gm3（跨导值）和一个负的gm3，二者互相抵消，削弱整体低噪声放大器电路的非线性gm3对整体电路线性度的影响，从而提升整个低噪声放大器的IIP3性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明实施列提供的低噪声放大器的整体电路图。

图中，100、低噪声放大器，1、信号输入端，2、输入匹配电路，3、放大电路，4、输出匹配电路，5、信号输出端。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅附图1所示，本发明实施例提供了一种低噪声放大器100，所述低噪声放大器100包括依次电连接信号输入端1、输入匹配电路2、放大电路3、输出匹配电路4和信号输出端5；所述放大电路3包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3；所述第一MOS管M1的栅极连接所述第二MOS管M2的栅极，所述第一MOS管M1的源极连接所述第二MOS管M2的源极，所述第一MOS管M1的栅极用于连接外部第一偏置电压VGS1，所述第一MOS管M1的栅极还作为所述放大电路3的输入端，所述第二MOS管M2的栅极用于连接外部第二偏置电压VGS2；所述第三MOS管M3的源极分别连接所述第一MOS管M1的漏极和所述第二MOS管M2的漏极，所述第三MOS管M3的栅极用于连接外部第三偏置电压Vb，所述第三MOS管M3的作为所述放大电路3的输出端，所述第三MOS管M3的漏极还用于连接电源电压。

其中，电源电压用于为低噪声放大器100进行供电，外部第一偏置电压VGS1、外部第二偏置电压VGS2和外部第三偏置电压Vb分别用于为第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3提供不同的偏置电压。

具体的，通过信号输入端1输出射频信号至输入匹配电路2进行匹配，将匹配好的射频信号通过放大电路3进行信号放大，将信号放大通过输出匹配电路4就进行匹配后输出。通过放大电路3的第一MOS管M1的栅极连接第二MOS管M2的栅极，第一MOS管M1的源极连接第二MOS管M2的源极，第一MOS管M1的栅极用于连接外部第一偏置电压VGS1，第一MOS管M1的栅极还作为放大电路3的输入端，第二MOS管M2的栅极用于连接外部第二偏置电压VGS2；第三MOS管M3的源极分别连接第一MOS管M1的漏极和第二MOS管M2的漏极，第三MOS管M3的栅极用于连接外部第三偏置电压Vb，第三MOS管M3的作为放大电路3的输出端，第三MOS管M3的漏极还用于连接电源电压；通过在不同的偏置电压下，使得第一MOS管M1和第二MOS管M2分别产生一个正的gm3和一个负的gm3，二者互相抵消，削弱整体低噪声放大器100电路的非线性gm3对整体电路线性度的影响，从而提升整个低噪声放大器100的IIP3性能。

本实施例中，所述低噪声放大器100还包括第一电感L1，所述第一电感L1的第一端分别连接所述第一MOS管M1的源极和所述第二MOS管M2的源极，所述第一电感L1的第二端接地。通过第一电感L1将第一MOS管M1的源极和第二MOS管M2的源极进行负反馈后接地，进一步削弱低噪声放大器100的非线性跨导值对整体电路线性度的影响，提高整体电路的线性度。

本实施例中，所述低噪声放大器100还包括第一电容C1，所述第一电容C1的第一端分别连接所述输入匹配电路2的输出端和所述第二MOS管M2的栅极，所述第一电容C1的第二端连接所述第一MOS管M1的栅极。通过第一电容C1对输入匹配电路2输出的射频信号的直流信号进行隔直处理，输出良好的射频信号至第一MOS管M1的栅极上，通过第一MOS管M1的栅极进行信号放大。

本实施例中，所述低噪声放大器100还包括第二电容C2，所述第二电容C2的第一端连接所述第一电容C1的第一端，所述第二电容C2的第二端连接所述第二MOS管M2的栅极。通过第二电容C2对输入匹配电路2输出的射频信号的直流信号进行隔直处理，输出良好的射频信号至第二MOS管M2的栅极上，通过第二MOS管M2的栅极进行信号放大。

本实施例中，所述低噪声放大器100还包括第二电感L2，所述第二电感L2的第一端连接所述电源电压，所述第二电感L2的第二端分别连接所述第三MOS管M3的漏极和所述输出匹配电路4的输入端。通过将第二电感L2连接电源电压，使得电源电压输出的电压稳定性良好，整体电路工作稳定。

本实施例中，所述第一MOS管M1、所述第二MOS管M2和所述第三MOS管M3均为NMOS管。

本实施例中，所述输入匹配电路2为电容或电感。所述输出匹配电路4为电容或电感。

实施例二

本发明提供一种射频芯片，所述射频芯片包括上述的低噪声放大器100。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种低噪声放大器，所述低噪声放大器包括依次电连接信号输入端、输入匹配电路、放大电路、输出匹配电路和信号输出端；其特征在于，所述放大电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管；所述第一MOS管的栅极连接所述第二MOS管的栅极，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的源极，所述第一MOS管的栅极用于连接外部第一偏置电压，所述第一MOS管的栅极还作为所述放大电路的输入端，所述第二MOS管的栅极用于连接外部第二偏置电压；所述第三MOS管的源极分别连接所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极，所述第三MOS管的栅极用于连接外部第三偏置电压，所述第三MOS管的漏极作为所述放大电路的输出端，所述第三MOS管的漏极还用于连接电源电压。

2.如权利要求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第一电感，所述第一电感的第一端分别连接所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的源极，所述第一电感的第二端接地。

3.如权利要求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第一电容，所述第一电容的第一端分别连接所述输入匹配电路的输出端和所述第二MOS管的栅极，所述第一电容的第二端连接所述第一MOS管的栅极。

4.如权利要求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第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第一电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第二MOS管的栅极。

5.如权利要求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第二电感，所述第二电感的第一端连接所述电源电压，所述第二电感的第二端分别连接所述第三MOS管的漏极和所述输出匹配电路的输入端。

6.如权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于，所述第一MOS管、所述第二MOS管和所述第三MOS管均为NMOS管。

7.一种射频芯片，其特征在于，所述射频芯片包括如权利要求1-6任一项所述的低噪声放大器。