KR20110051124A - Low noise amplifier - Google Patents

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PURPOSE: A low noise amplifier is provided to reduce a noise and generation of heat in a state of expanding a bandwidth by forming a negative feedback which a resistance element is removed. CONSTITUTION: A common gate amplifier circuit(120) amplifies a signal of a first node(N1). The command gate amplifier circuit transmits the amplified signal to a second node(N2). The first node receives an AC(Alternating Current) element of an input signal. The common gate amplifier circuit includes an input capacitor(Cin), a bias inductor(Lb), and a first transistor(TR1). A negative feedback amplifier(140) amplifies a signal of a second node. The negative feedback amplifier circuit transmits the amplified signal to a third node(N3). The negative feedback amplifier circuit forms a second node and a third node.

Description

저잡음 증폭기{LOW NOISE AMPLIFIER}LOW NOISE AMPLIFIER

본 발명은 저잡음 증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a low noise amplifier.

본 발명은 지식경제부의 IT SoC핵심설계인력양성사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호 : C1200-0901-0002, 과제명 : IT SoC 핵심설계인력양성 사업]The present invention is derived from a study conducted as part of the IT SoC core design manpower training project of the Ministry of Knowledge Economy. [Task management number: C1200-0901-0002, Task name: IT SoC core design manpower training project]

일반적으로 저잡음 증폭기는 휴대용 TV와 같은 무선기기의 안테나를 통해 수신한 미약한 신호를 잡음의 영향을 최소화하면서 원하는 주파수 대역만을 선별하고 증폭시키기 위해 이용된다. 특히 최근에는 각국의 휴대용 TV 표준이 다양한 주파수 밴드를 채택하면서 여러 밴드에 공통적으로 사용할 수 있는 형태의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)가 요청되고 있다.In general, a low noise amplifier is used to select and amplify only a desired frequency band while minimizing the influence of noise on a weak signal received through an antenna of a wireless device such as a portable TV. In particular, as the portable TV standards of various countries adopt various frequency bands, there is a demand for a low noise amplifier (LNA) that can be commonly used in various bands.

수신기의 수신 감도를 향상시키기 위해서 잡음을 최대한 작게 설계해야 한다. 수신단의 잡음은 수신단 선단의 저잡음 증폭기에 의해 대부분 결정됨으로, 저잡음 증폭기의 설계시 적정의 선형성 및 이득을 유지하면서 잡음을 최소화하는 것이 가장 중요한 이슈이다.To improve the receiver's receive sensitivity, the noise must be designed as small as possible. Since the noise of the receiver is mostly determined by the low noise amplifier at the front end, it is the most important issue when designing a low noise amplifier to minimize the noise while maintaining proper linearity and gain.

또한 대부분의 단말기는 50 Ω에 정합시켜야 하므로, 전류 소모를 고려한 입력단 CMOS 소자 크기의 적정한 선정도 필요하다.In addition, most terminals must match to 50 Ω, so it is also necessary to select the size of the input CMOS device considering current consumption.

일반적으로 CMOS 저잡음 증폭기의 경우에는, 입력 임피던스가 커패시티브하여 입력 정합이 어렵고, 노이즈 및 파워 정합점이 서로 상당히 떨어져 있어서 소스 인덕터를 이용하여 입력 임피던스가 이들 두 점이 최적화되도록 설계한다.In general, CMOS low-noise amplifiers have an input impedance that is difficult to match inputs, and noise and power matching points are significantly separated from each other, so that the input impedance is designed to optimize these two points using a source inductor.

이러한 저잡음 증폭기는 잡음 특성이 수신기 전체의 성능을 좌우하므로 저잡음 증폭기의 잡음과 신호왜곡 등을 최대한 억제하고, 최대한의 신호전달을 위해서 증폭기의 입력단과 출력단의 임피던스 정합을 이용하는 것이 일반적이다.Since the noise characteristics of the low-noise amplifier dominate the performance of the receiver as a whole, it is common to suppress noise and signal distortion of the low-noise amplifier as much as possible, and use impedance matching between the input and output stages of the amplifier for maximum signal transmission.

본 발명의 목적은 대역폭을 확장하면서도 잡음 및 발열을 줄일 수 있는 저잡음 증폭기를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a low noise amplifier that can reduce noise and heat generation while extending the bandwidth.

본 발명의 실시 예에 따른 저잡음 증폭기는, 입력 신호의 AC 성분이 제공되는 입력 노드의 신호를 증폭하여 증폭 노드로 전달하는 공통 게이트 증폭 회로, 및 상기 증폭 노드의 신호를 증폭하여 출력 노드로 전달하고, 부궤환을 형성하기 위하여 상기 증폭 노드와 상기 출력 노드 사이에 직렬 연결된 피드백 캐패시터와 피드백 인덕터를 갖는 부궤환 증폭 회로를 포함한다.The low noise amplifier according to the embodiment of the present invention, a common gate amplifier circuit for amplifying the signal of the input node provided with the AC component of the input signal to the amplification node, and amplifies the signal of the amplification node and delivers it to the output node And a negative feedback amplifying circuit having a feedback capacitor and a feedback inductor connected in series between the amplifying node and the output node to form a negative feedback.

실시 예에 있어서, 상기 공통 게이트 증폭 회로는, 상기 입력 신호를 입력받는 입력단과 상기 입력 노드 사이에 연결되는 입력 캐패시터, 상기 입력 노드와 접지단 사이에 연결되는 바이어스 인덕터, 및 상기 입력 노드에 연결된 소스, 상기 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 바이어스 전압이 제공되는 게이트를 갖는 제 1 트랜지스터를 포함하고, 상기 증폭 노드는 제 1 전원을 제공받고, 상기 출력 노드의 신호의 AC 성분이 출력 신호가 된다.The common gate amplifier circuit may include an input capacitor connected between an input terminal receiving the input signal and the input node, a bias inductor connected between the input node and a ground terminal, and a source connected to the input node. And a first transistor having a drain connected to the amplifying node, and a gate provided with a bias voltage, wherein the amplifying node is supplied with a first power source, and the AC component of the signal of the output node is an output signal.

실시 예에 있어서, 상기 부궤환 증폭 회로는, 상기 접지단에 연결된 소스, 상기 출력 노드에 연결된 드레인, 및 상기 증폭 노드에 연결된 게이트를 갖는 제 2 트랜지스터, 상기 출력 노드와 출력단 사이에 연결된 출력 캐패시터, 및 제 2 전원이 제공되는 전원단과 상기 출력 노드에 연결된 부하단을 포함한다.The negative feedback amplifier circuit may include a second transistor having a source connected to the ground terminal, a drain connected to the output node, and a gate connected to the amplification node, an output capacitor connected between the output node and the output terminal, And a power terminal provided with a second power supply and a load terminal connected to the output node.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터들은 모스 트랜지스터이다.In an embodiment, the first and second transistors are MOS transistors.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터들은 바이폴라 정션 트랜지스터이다.In an embodiment, the first and second transistors are bipolar junction transistors.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터들은 GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터이다.In example embodiments, the first and second transistors are GaAs metal semiconductor field effect transistors.

실시 예에 있어서, 상기 제 2 전원은 상기 제 1 전원보다 높다.In an embodiment, the second power source is higher than the first power source.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 저잡음 증폭기는, 입력 노드에 연결된 소스, 제 1 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 제 1 바이어스 전압이 제공되는 제 1 바이어스단에 연결된 게이트를 갖는 제 1 트랜지스터, 접지단에 연결된 소스, 제 2 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 상기 제 1 증폭 노드에 연결된 게이트를 갖는 제 2 트랜지스터, 입력 신호를 입력받는 입력단과 상기 입력 노드 사이에 연결되는 입력 캐패시터, 일단이 상기 제 1 증폭 노드에 연결된 피드백 캐패시터, 상기 입력 노드와 상기 접지단 사이에 연결되는 제 1 바이어스 인덕터, 상기 증폭 노드와 제 2 바이어스 전압이 제공되는 제 2 바이어스단 사이에 연결된 제 2 바이어스 인덕터, 상기 피드백 캐패시터의 타단과 상기 제 2 증폭 노드 사이에 연결된 피드백 인덕터, 상기 제 2 증폭 노드와 제 3 증폭 노드 사이에 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터에 흐르는 전류의 양을 줄이면서 이전과 비슷한 수준 혹은 그 이상의 증폭을 수행하는 커런트 리유스드 회로, 및 상기 제 3 증폭 노드의 신호를 출력하기 위하여 소스 팔로워 구조의 버퍼 회로를 포함하는 저잡음 증폭기.According to another embodiment of the present invention, a low noise amplifier includes a first transistor having a source connected to an input node, a drain connected to a first amplifying node, and a gate connected to a first bias terminal provided with a first bias voltage, and a ground terminal. A second transistor having a connected source, a drain connected to a second amplifying node, and a gate connected to the first amplifying node, an input capacitor connected between an input terminal receiving an input signal and the input node, and one end of the first amplifying node A feedback capacitor coupled to the first bias inductor coupled between the input node and the ground terminal, a second bias inductor coupled between the amplification node and a second bias terminal provided with a second bias voltage, and the other end of the feedback capacitor. A feedback inductor coupled between the second amplification node, the second amplification node and a third amplification A current reuse circuit connected between the circuit boards and performing amplification at or above the level of the current while reducing the amount of current flowing through the second transistor, and a source follower structure for outputting a signal of the third amplification node. A low noise amplifier comprising a buffer circuit.

실시 예에 있어서, 상기 커런트 리유스드 회로는, 접지 노드에 연결된 소스, 상기 제 3 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 바이어스 노드에 연결된 게이트를 갖는 제 3 트랜지스터, 상기 접지 노드와 상기 접지단 사이에 연결된 제 1 커런트 리유스드 캐패시터, 상기 접지 노드와 상기 바이어스 노드 사이에 연결된 제 2 커런트 리유스드 캐패시터, 상기 바이어스 노드와 제 3 바이어스 전압이 제공되는 제 3 바이어스단 사이에 연결된 제 3 바이어스 인덕터, 및 상기 제 2 증폭 노드와 상기 접지 노드에 연결된 커런트 리유스드 인덕터를 포함한다.The current reuse circuit may include a third transistor having a source connected to a ground node, a drain connected to the third amplification node, and a gate connected to a bias node, and a third transistor connected between the ground node and the ground terminal. A first current reused capacitor, a second current reused capacitor coupled between the ground node and the bias node, a third bias inductor coupled between the bias node and a third bias stage provided with a third bias voltage, and the second And a current reused inductor coupled to the amplifying node and the ground node.

실시 예에 있어서, 상기 버퍼 회로는, 출력 노드에 연결된 소스, 및 상기 전원단에 연결된 드레인을 갖는 제 4 트랜지스터, 상기 제 3 증폭 노드와 전원단 사이에 연결된 제 1 부하 인덕터, 상기 제 3 증폭 노드와 상기 제 4 트랜지스터의 게이트 사이에 연결된 제 2 부하 인덕터, 상기 출력 노드와 상기 접지단에 연결된 바이어스 전류원, 및 상기 출력 노드와 출력단 사이에 연결된 출력 캐패시터를 포함한다.The buffer circuit may include a fourth transistor having a source connected to an output node and a drain connected to the power supply terminal, a first load inductor connected between the third amplification node and a power supply terminal, and the third amplification node. And a second load inductor connected between the gate of the fourth transistor, a bias current source connected to the output node and the ground terminal, and an output capacitor connected between the output node and the output terminal.

본 발명에 따른 저잡음 증폭기는 저항 성분이 제거된 부궤환을 구현함으로써, 대역폭을 확장하면서도 잡음 및 발열을 줄일 수 있다.The low noise amplifier according to the present invention implements negative feedback with no resistance component, thereby reducing noise and heat generation while extending the bandwidth.

도 1은 일반적인 저잡음 증폭기를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 저잡음 증폭기에 대한 제 1 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 저잡음 증폭기에 대한 제 2 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 저잡음 증폭기의 이득을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 저잡음 증폭기의 잡음 특성을 보여주는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a general low noise amplifier.
2 is a view showing a first embodiment of a low noise amplifier according to the present invention.
3 is a view showing a second embodiment of a low noise amplifier according to the present invention.
4 is a diagram illustrating a gain of a low noise amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating noise characteristics of a low noise amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.

도 1은 일반적인 저잡음 증폭기(10)를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 저잡음 증폭기(10)는, 캐패시터들(Cin, Cfb, Cout), 제 1 및 제 2 모스 트랜지스터들(M1, M2), 제 1 및 제 2 인덕터들(Lfb, Lb), 피드백 저항(Rfb) 및 출력 부하(Z)를 포함한다.1 shows a typical low noise amplifier 10. Referring to FIG. 1, the low noise amplifier 10 may include capacitors Cin, Cfb, and Cout, first and second MOS transistors M1 and M2, first and second inductors Lfb and Lb, It includes a feedback resistor Rfb and an output load Z.

제 1 모스 트랜지스터(M1)는 제 2 노드(N2)에 연결된 드레인 및 제 2 인덕터(Lb)에 연결된 소스를 포함한다.The first MOS transistor M1 includes a drain connected to the second node N2 and a source connected to the second inductor Lb.

제 2 모스 트랜지스터(M2)는 제 3 노드(N3)에 연결된 드레인 및 제 2 노드에 연결된 소스, 및 바이어스 전압(Vb)이 제공되는 게이트를 포함한다.The second MOS transistor M2 includes a drain connected to the third node N3, a source connected to the second node, and a gate provided with a bias voltage Vb.

제 1 인덕터(Lfb)는 제 1 노드(N1)과 제 1 모스 트랜지스터(M1)의 게이트에 연결된다. 제 1 인덕터(Lfb)는 입력 신호(Vin)에 대해 제 1 모스 트랜지스터(M1)의 소스단에 연결된 제 2 인덕터(Lb)와의 인덕턴스 합으로 임피던스의 허수부를 제거한다.The first inductor Lfb is connected to the gate of the first node N1 and the first MOS transistor M1. The first inductor Lfb removes the imaginary part of the impedance with an inductance sum of the second inductor Lb connected to the source terminal of the first MOS transistor M1 with respect to the input signal Vin.

제 1 MOS 트랜지스터(M1)에 나타나는 기생 캐패시턴스(Cgs) 및 이것과 병렬로 나타나는 트랜스컨덕턴스(gm)는 제 2 인덕터(Lb)의 인덕턴스 성분의 조합으로 임피던스의 실수부를 발생시킨다.The parasitic capacitance Cgs appearing in the first MOS transistor M1 and the transconductance gm appearing in parallel with each other generate a real part of impedance by a combination of inductance components of the second inductor Lb.

제 1 인덕터(Lfb), 제 2 인덕터(Lb) 및 제 1 MOS 트랜지스터(M1)는 임피던스의 허수부를 제거하고, 실수부의 임피던스를 발생시킨다. 이런 점에서 임피던스 정합(impedance matching) 이 이루어진다.The first inductor Lfb, the second inductor Lb, and the first MOS transistor M1 remove the imaginary part of the impedance and generate the impedance of the real part. In this regard, impedance matching is achieved.

한편, 게이트에 바이어스 전압(Vb)이 제공된 제 2 모스 트랜지스터(M2)는 입력 신호(Vin)의 증폭을 수행한다. 또한, 제 2 모스 트랜지스터(M2)의 드레인에는 광대역 특성을 위해 피드백 캐패시터(Cfb) 및 피드백 저항(Rfb)을 포함하는 부궤환이 형성된다.Meanwhile, the second MOS transistor M2 provided with the bias voltage Vb at the gate amplifies the input signal Vin. In addition, a negative feedback including a feedback capacitor Cfb and a feedback resistor Rfb is formed at the drain of the second MOS transistor M2 for wideband characteristics.

여기서 피드백 캐패시터(Cfb)는 캐패시터의 양단에 걸리는 DC 바이어스가 누설되는 것을 막아준다. 또한, 피드백 저항(Rfb)은 수 백옴에서 수 킬로옴의 값을 가지면서 부궤환(negative feedback)되는 신호의 양을 결정한다. 일반적인 저잡음 증폭기(10)는 공통의 제 1 인덕터(Lfb)를 사용하는 임피던스 정합 및 부궤환을 통하여 입력 신호(Vin)를 증폭 출력(Vout)한다.Here, the feedback capacitor Cfb prevents leakage of the DC bias across the capacitor. In addition, the feedback resistor Rfb determines the amount of negative feedback signal having a value of several hundred ohms to several kiloohms. The general low noise amplifier 10 amplifies and outputs the input signal Vin through impedance matching and negative feedback using a common first inductor Lfb.

일반적인 저잡음 증폭기(10)는 신호의 경로상에 피드백 저항(Rfb)를 포함한다. 그런데, 이러한 저항 성분은 잡음 및 발열 문제를 야기한다. 이에, 일반적인 저잡음 증폭기(10)를 이용하는 칩에서는 성능이 저하되거나, 전체적인 잡음 성분이 증가될 수 있다.The general low noise amplifier 10 includes a feedback resistor Rfb on the path of the signal. However, such resistance components cause noise and heat generation problems. Therefore, in the chip using the general low noise amplifier 10, the performance may be degraded or the overall noise component may be increased.

반면에, 본 발명에 따른 저잡음 증폭기는, 부궤환에서 피드백 저항을 제거함으로써, 넓은 주파수 대역의 정합 효과를 가지면서도 잡음 및 발열을 줄일 수 있다.On the other hand, the low noise amplifier according to the present invention can reduce noise and heat while having a matching effect of a wide frequency band by removing the feedback resistor from the negative feedback.

도 2는 본 발명에 따른 저잡음 증폭기(100)에 대한 제 1 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 저잡음 증폭기(100)는 공통 게이트 증폭 회로(120) 및 부궤환 증폭 회로(140)를 포함한다. 본 발명의 부궤환 증폭 회로(140)는 부궤환에 저항 성분이 포함되지 않는다.2 is a view showing a first embodiment of a low noise amplifier 100 according to the present invention. Referring to FIG. 2, the low noise amplifier 100 includes a common gate amplifier circuit 120 and a negative feedback amplifier circuit 140. The negative feedback amplifying circuit 140 of the present invention does not include a resistance component in the negative feedback.

공통 게이트 증폭 회로(120)는 제 1 노드(N1)의 신호를 증폭하고, 이렇게 증폭된 신호를 제 2 노드(N2)에 전달한다. 여기서 제 1 노드(N1)는 입력 신호(Vin)의 AC(Alternating Current) 성분을 제공받는다. 여기서 제 1 노드(N1)는 입력 노드이고, 제 2 노드(N2)는 증폭 노드이다. 공통 게이트 증폭 회로(120)는 입력 캐패시터(Cin), 바이어스 인덕터(Lb), 제 1 트랜지스터(TR1)를 포함한다. 공통 게이트 증폭 회로(120)는 공통 게이트(common gate)로 구현된다.The common gate amplifier circuit 120 amplifies the signal of the first node N1 and transfers the amplified signal to the second node N2. Here, the first node N1 is provided with an alternating current (AC) component of the input signal Vin. Here, the first node N1 is an input node and the second node N2 is an amplification node. The common gate amplifier circuit 120 includes an input capacitor Cin, a bias inductor Lb, and a first transistor TR1. The common gate amplifier circuit 120 is implemented with a common gate.

입력 캐패시터(Cin)는 입력단과 제 1 노드(N1) 사이에 연결된다. 입력 캐패시터(Cin)는 입력 신호(Vin)를 입력받는다. 입력 캐패시터(Cin)는 입력 신호(Vin)의 DC(Direct current) 성분을 제외한 AC 성분을 제 1 노드(N1)로 전달시킨다.The input capacitor Cin is connected between the input terminal and the first node N1. The input capacitor Cin receives the input signal Vin. The input capacitor Cin transfers an AC component except for a DC (direct current) component of the input signal Vin to the first node N1.

바이어스 인덕터(Lb)는 제 1 노드(N1)과 접지단(GND) 사이에 연결된다. 바이어스 인덕터(Lb)는 입력 임피던스 정합에 이용되고, 입력 신호(Vin)의 AC 성분이 접지로 누설되는 것을 방지한다.The bias inductor Lb is connected between the first node N1 and the ground terminal GND. The bias inductor Lb is used for matching the input impedance and prevents the AC component of the input signal Vin from leaking to ground.

제 1 트랜지스터(TR1)는 제 1 노드(N1)에 연결된 소스, 제 2 노드(N2)에 연결된 드레인, 바이어스 전압(Vb)이 제공되는 게이트를 포함한다. 여기서, 제 1 트랜지스터(TR1)는 모스 트랜지스터(MOSFET; metal-oxide-semiconductor field effect transistor), 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT; Bipolar Junction Transistor), GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터(MESFET; metal semiconductor field effect transistor)들 중 어느 하나로 구현될 수 있다.The first transistor TR1 includes a source connected to the first node N1, a drain connected to the second node N2, and a gate provided with a bias voltage Vb. Here, the first transistor TR1 may be a metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET), a bipolar junction transistor (BJT), or a GaAs metal semiconductor field effect transistor (MESFET). It may be implemented in any one of these.

입력 신호(Vin)는 제 1 트랜지스터(TR1)의 소스에 제공된다. 이때, 제 1 트랜지스터(TR1)의 소스에서 바라보는 임피던스 값은 1/gm이다. 여기서, gm는 제 1 트랜지스터(TR1)의 트랜스컨덕턴스 값이다.The input signal Vin is provided to the source of the first transistor TR1. At this time, the impedance value viewed from the source of the first transistor TR1 is 1 / gm. Here, gm is a transconductance value of the first transistor TR1.

공통 게이트 증폭 회로(120)는 입력 신호(Vin)가 소스를 통해 제공됨으로써, 광대역의 임피던스 정합 및 잡음을 최소화시킨다.The common gate amplifier circuit 120 provides an input signal Vin through a source, thereby minimizing wideband impedance matching and noise.

부궤환 증폭 회로(140)는 제 2 노드(N2)의 신호를 증폭하고, 이렇게 증폭된 신호를 제 3 노드(N3)에 전달하고, 제 2 노드(N2) 및 제 3 노드(N3)에 부궤환을 형성한다. 여기서, 제 3 노드는 출력 노드이다. 여기서 부궤환은 저항 성분을 포함하지 않는다. 부궤환 증폭 회로(140)는 제 2 트랜지스터(TR2), 출력 캐패시터(Cout) 피드백 캐패시터(Cfb), 피드백 인덕터(Lfb), 및 부하단(142)을 포함한다. 특히, 부궤환 증폭 회로(140)는 부궤환을 형성하기 위하여 직렬 연결된 피드백 캐패시터(Cfb) 및 피드백 인덕터(Lfb)를 포함한다.The negative feedback amplifying circuit 140 amplifies the signal of the second node N2, transfers the amplified signal to the third node N3, and adds the amplified signal to the second node N2 and the third node N3. To form a feedback. Here, the third node is an output node. Here, the negative feedback does not include the resistance component. The negative feedback amplifier circuit 140 includes a second transistor TR2, an output capacitor Cout feedback capacitor Cfb, a feedback inductor Lfb, and a load terminal 142. In particular, the negative feedback amplification circuit 140 includes a feedback capacitor Cfb and a feedback inductor Lfb connected in series to form a negative feedback.

제 2 트랜지스터(TR2)는 접지단(GND)에 연결된 소스, 제 3 노드(N3)에 연결된 드레인, 및 제 2 노드(N2)에 연결된 게이트를 포함한다. 여기서, 제 2 트랜지스터(TR2)는 모스 트랜지스터, 바이폴라 정션 트랜지스터, GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터들 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 여기서, 제 2 노드(N2)는 제 1 전원(VDD1, 예를 들어 1.0V)을 제공받는다. 다른 실시 예에 있어서, 제 2 노드(N2)는 인덕터(도시되지 않음)를 경유하여 제 1 전원(VDD1)을 제공받을 수도 있다.The second transistor TR2 includes a source connected to the ground terminal GND, a drain connected to the third node N3, and a gate connected to the second node N2. The second transistor TR2 may be implemented as any one of a MOS transistor, a bipolar junction transistor, and a GaAs metal semiconductor field effect transistor. Here, the second node N2 is provided with the first power source VDD1 (for example, 1.0V). In another embodiment, the second node N2 may be provided with the first power source VDD1 via an inductor (not shown).

출력 캐패시터(Cout)는 제 2 노드(N3)와 출력단 사이에 연결되고, 제 3 노드(N3)의 신호 중에서 DC 성분을 제외한 AC 성분만을 출력한다. 출력 캐패시터(Cout)는 출력단으로 DC 성분이 누설되는 것을 방지한다.The output capacitor Cout is connected between the second node N3 and the output terminal and outputs only an AC component excluding a DC component among the signals of the third node N3. The output capacitor Cout prevents leakage of DC components to the output terminal.

피드백 캐패시터(Cfb) 및 피드백 인덕터(Lfb)는 부궤환을 형성하기 위하여 제 2 노드(N2)와 제 3 노드(N3) 사이에 직렬로 연결된다. 즉, 피드백 캐패시터(Cfb)의 일단은 제 2 노드(N2)에 연결되고, 피드백 캐패시터(Cfb)의 타단은 피드백 인덕터(Lfb)의 일단에 연결되고, 피드백 인덕터(Lfb)의 타단은 제 3 노드(N3)에 연결된다.The feedback capacitor Cfb and the feedback inductor Lfb are connected in series between the second node N2 and the third node N3 to form a negative feedback. That is, one end of the feedback capacitor Cfb is connected to the second node N2, the other end of the feedback capacitor Cfb is connected to one end of the feedback inductor Lfb, and the other end of the feedback inductor Lfb is connected to the third node. Is connected to N3.

부하단(142)은 전원단과 제 3 노드(N3) 사이에 연결된다. 여기서 전원단은 제 2 전원(VDD2, 예를 들어 1.8V)을 제공받는다. 부하단(142)에서 출력 신호(Vout)가 여기된다.The load stage 142 is connected between the power stage and the third node N3. Here, the power supply terminal is provided with a second power supply VDD2 (for example, 1.8V). The output signal Vout is excited at the load stage 142.

부궤환 증폭 회로(140)는 대역폭을 확장시킨다. 부궤환 증폭 회로(140)는 광대역 증폭기에 있어서 안정도를 향상시키고, 대역폭 확장에 유리하다. 또한, 부궤환 증폭 회로(140)는 저항 성분이 포함되지 않는 부궤환을 형성함으로써, 대역폭을 확장하면서도 잡음 및 발열을 줄인다.The negative feedback amplifying circuit 140 expands the bandwidth. The negative feedback amplifying circuit 140 improves the stability and widens the bandwidth in the broadband amplifier. In addition, the negative feedback amplifying circuit 140 forms a negative feedback that does not include the resistance component, thereby reducing noise and heat generation while extending the bandwidth.

일반적인 저잡음 증폭기(10, 도 1 참조)는 피드백 저항(Rfb)을 갖는 부궤환을 형성한다. 그런데 피드백 저항(Rfb)은 열잡음(4kTRfb, T는 절대온도)을 야기시킨다. 반면에, 본 발명에 따른 저잡음 증폭기(100)는 피드백 저항이 제거된 부궤환을 형성함으로써, 넓은 주파수 대역폭을 얻으면서도, 잡음 및 발열을 줄일 수 있다.The general low noise amplifier 10 (see FIG. 1) forms a negative feedback with a feedback resistor Rfb. However, the feedback resistor Rfb causes thermal noise (4kTRfb, T is absolute temperature). On the other hand, the low noise amplifier 100 according to the present invention forms a negative feedback from which the feedback resistor is removed, thereby reducing noise and heat generation while obtaining a wide frequency bandwidth.

본 발명은 저전력 특성을 향상시키기 위하여 커런트 리유스드(current reused, 전류 재사용) 기술을 추가할 수 있다. 커런트 리유스드 기술은 메인 증폭의 전류 소비는 줄이면서 변환이득을 향상시키기 위한 기술이다.The present invention may add current reused technology to improve low power characteristics. Current reuse technology is intended to improve conversion gain while reducing the current consumption of main amplification.

도 3은 본 발명에 따른 저잡음 증폭기(200)에 대한 제 2 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 저잡음 증폭기(200)는 공통 게이트 증폭 회로(220), 부궤환 증폭 회로(240), 커런트 리유스드 회로(260), 및 버퍼 회로(280)를 포함한다.3 is a view showing a second embodiment of a low noise amplifier 200 according to the present invention. Referring to FIG. 3, the low noise amplifier 200 includes a common gate amplifier circuit 220, a negative feedback amplifier circuit 240, a current reuse circuit 260, and a buffer circuit 280.

공통 게이트 증폭 회로(220)는, 도 2에 도시된 공통 게이트 증폭 회로(120)와 동일하게 구현된다. 공통 게이트 증폭 회로(220)는 입력 캐패시터(Cin), 제 1 바이어스 인덕터(Lb1), 제 1 트랜지스터(TR1)를 포함한다.The common gate amplifier circuit 220 is implemented in the same manner as the common gate amplifier circuit 120 shown in FIG. 2. The common gate amplifier circuit 220 includes an input capacitor Cin, a first bias inductor Lb1, and a first transistor TR1.

입력 캐패시터(Cin)는 입력단과 제 1 노드(N1) 사이에 연결된다. 여기서 제 1 노드(N1)는 입력 노드이다. 입력 캐패시터(Cin)는 입력 신호(Vin)를 입력받는다. 입력 캐패시터(Cin)는 입력 신호(Vin)의 DC 성분이 제 1 노드(N1)으로 유입되는 것을 방지한다.The input capacitor Cin is connected between the input terminal and the first node N1. Here, the first node N1 is an input node. The input capacitor Cin receives the input signal Vin. The input capacitor Cin prevents the DC component of the input signal Vin from flowing into the first node N1.

제 1 바이어스 인덕터(Lb1)는 제 1 노드(N1)과 접지단(GND) 사이에 연결된다. 제 1 바이어스 인덕터(Lb1)는 입력 임피던스 정합에 이용되고, 입력 신호(Vin)의 AC 성분이 접지로 누설되는 것을 방지한다.The first bias inductor Lb1 is connected between the first node N1 and the ground terminal GND. The first bias inductor Lb1 is used for input impedance matching and prevents leakage of the AC component of the input signal Vin to ground.

제 1 트랜지스터(TR1)는 제 1 노드(N1)에 연결된 소스, 제 2 노드(N2)에 연결된 드레인, 제 1 바이어스 전압(Vb1)이 제공되는 제 1 바이어스단에 연결된 게이트를 포함한다. 여기서 제 2 노드(N2)는 제 1 증폭 노드이다. 여기서, 제 1 트랜지스터(TR1)는 모스 트랜지스터, 바이폴라 정션 트랜지스터, GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터들 중 어느 하나로 구현될 수 있다.The first transistor TR1 includes a source connected to the first node N1, a drain connected to the second node N2, and a gate connected to the first bias terminal provided with the first bias voltage Vb1. Here, the second node N2 is the first amplifying node. The first transistor TR1 may be implemented as any one of a MOS transistor, a bipolar junction transistor, and a GaAs metal semiconductor field effect transistor.

입력 신호(Vin)는 제 1 트랜지스터(TR1)의 소스에 제공된다. 이때, 제 1 트랜지스터(TR1)의 소스에 바라보는 임피던스 값은 1/gm1으로 근사화될 수 있다. 여기서 gm1는 제 1 트랜지스터(TR1)의 트랜스컨덕턴스 값이다.The input signal Vin is provided to the source of the first transistor TR1. In this case, the impedance value viewed at the source of the first transistor TR1 may be approximated to 1 / gm1. Here, gm1 is a transconductance value of the first transistor TR1.

공통 게이트 증폭 회로(220)는 제 1 트랜지스터(TR1)의 소스로 입력 신호(Vin)을 제공함으로써, 광대역의 임피던스 정합 및 잡음을 최소화시킨다.The common gate amplifier circuit 220 provides the input signal Vin as a source of the first transistor TR1, thereby minimizing wideband impedance matching and noise.

부궤환 증폭 회로(240)는 제 2 트랜지스터(TR2), 피드백 캐패시터(Cfb), 피드백 인덕터(Lfb), 및 제 2 바이어스 인덕터(Lb2)를 포함한다. 특히, 부궤환 증폭 회로(240)는 부궤환을 형성하기 위하여 직렬 연결된 피드백 캐패시터(Cfb) 및 피드백 인덕터(Lfb)를 포함한다.The negative feedback amplifier circuit 240 includes a second transistor TR2, a feedback capacitor Cfb, a feedback inductor Lfb, and a second bias inductor Lb2. In particular, the negative feedback amplifier circuit 240 includes a feedback capacitor Cfb and a feedback inductor Lfb connected in series to form a negative feedback.

제 2 트랜지스터(TR2)는 접지단(GND)에 연결된 소스, 제 3 노드(N3)에 연결된 드레인, 및 제 2 노드(N2)에 연결된 게이트를 포함한다. 여기서 제 3 노드(N3)는 제 2 증폭 노드이다. 여기서, 제 2 트랜지스터(TR2)는 모스 트랜지스터, 바이폴라 정션 트랜지스터, GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터들 중 어느 하나로 구현될 수 있다.The second transistor TR2 includes a source connected to the ground terminal GND, a drain connected to the third node N3, and a gate connected to the second node N2. Here, the third node N3 is a second amplifying node. The second transistor TR2 may be implemented as any one of a MOS transistor, a bipolar junction transistor, and a GaAs metal semiconductor field effect transistor.

피드백 캐패시터(Cfb) 및 피드백 인덕터(Lfb)는 부궤환을 형성하기 위하여 제 2 노드(N2)와 제 3 노드(N3) 사이에 직렬로 연결된다.The feedback capacitor Cfb and the feedback inductor Lfb are connected in series between the second node N2 and the third node N3 to form a negative feedback.

제 2 바이어스 인덕터(Lb2)는 제 2 바이어스 전압(Vb2)이 제공되는 제 2 바이어스단과 제 2 노드(N2) 사이에 연결된다. 제 2 바이어스 인덕터(Lb2)는 제 2 노드(N2)에 전달된 신호의 AC 성분이 제 2 바이어스단으로 누설되는 것을 방지한다.The second bias inductor Lb2 is connected between the second bias terminal provided with the second bias voltage Vb2 and the second node N2. The second bias inductor Lb2 prevents leakage of the AC component of the signal transmitted to the second node N2 to the second bias stage.

부궤환 증폭 회로(220)는 출력 신호의 부궤환을 통하여 대역폭을 확장시킨다.The negative feedback amplifier circuit 220 expands the bandwidth through the negative feedback of the output signal.

커런트 리유즈드 회로(260)는 제 3 노드(N3)와 제 5 노드(N5) 사이에 연결된다. 커런트 리유즈드 회로(260)는 메인 증폭에 필요한 전류 소모를 줄이면서 이전과 비슷한 수준 혹은 그 이상의 증폭을 수행한다. 여기서 제 5 노드(N5)는 제 3 증폭 노드이다. 여기서 메인 증폭에 필요한 전류는 부궤환 증폭 회로(240)의 제 2 트랜지스터(TR2)에 흐르는 전류이다. 즉, 커런트 리유즈드 회로(260)은 제 2 트랜지스터(TR2)에 흐르는 전류의 양을 줄이면서 이전과 비슷한 수준 혹은 그 이상의 증폭을 수행한다. 커런트 리유즈드 회로(260)는, 제 3 트랜지스터(TR3), 제 1 및 제 2 커런트 리유즈드 캐패시터(Cc1, Cc2), 커런트 리유즈드 인덕터(Lc), 및 제 3 바이어스 인덕터(Lb3)를 포함한다.The current reused circuit 260 is connected between the third node N3 and the fifth node N5. The current reuse circuit 260 performs amplification similar to or higher than before while reducing current consumption required for main amplification. Here, the fifth node N5 is a third amplification node. The current required for the main amplification is a current flowing through the second transistor TR2 of the negative feedback amplifier circuit 240. That is, the current reused circuit 260 amplifies a level or more similar to the previous level while reducing the amount of current flowing through the second transistor TR2. The current reused circuit 260 includes a third transistor TR3, first and second current reused capacitors Cc1 and Cc2, a current reused inductor Lc, and a third bias inductor Lb3. .

제 3 트랜지스터(TR3)는 제 3 노드(N3)의 신호를 제 5 노드(N5)로 증폭한다. 제 3 트랜지스터(TR3)는 제 4 노드(N4)에 연결된 소스, 제 5 노드(N5)에 연결된 드레인, 및 제 6 노드(N6)에 연결된 게이트를 포함한다. 여기서 제 4 노드(N3)는 접지 노드이고, 제 6 노드(N6)는 바이어스 노드이다. 여기서, 제 2 트랜지스터(TR3)는 모스 트랜지스터, 바이폴라 정션 트랜지스터, GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터들 중 어느 하나로 구현될 수 있다. The third transistor TR3 amplifies the signal of the third node N3 to the fifth node N5. The third transistor TR3 includes a source connected to the fourth node N4, a drain connected to the fifth node N5, and a gate connected to the sixth node N6. The fourth node N3 is a ground node, and the sixth node N6 is a bias node. The second transistor TR3 may be implemented as any one of a MOS transistor, a bipolar junction transistor, and a GaAs metal semiconductor field effect transistor.

제 1 커런트 리유스드 캐패시터(Cc1)는 제 4 노드(N4)와 접지단(GND) 사이에 연결되고, 제 2 커런트 리유스드 캐패시터(Cc2)는 제 3 노드(N3)와 제 6 노드(N6) 사이에 연결되고, 커런트 리유스드 인덕터(Lc)는 제 3 노드(N3)와 제 4 노드(N4) 사이에 연결된다.The first current reused capacitor Cc1 is connected between the fourth node N4 and the ground terminal GND, and the second current reused capacitor Cc2 is connected to the third node N3 and the sixth node N6. The current reused inductor Lc is connected between the third node N3 and the fourth node N4.

제 3 바이어스 인덕터(Lb3)는 제 3 바이어스 전압(Vb3)이 제공되는 제 3 바이어스단과 제 6 노드(N6) 사이에 연결된다. 제 3 바이어스 인덕터(Lb3)는 제 6 노드(N6)의 신호의 AC 성분이 제 3 바이어스단으로 누설되는 것을 방지한다.The third bias inductor Lb3 is connected between the third bias terminal provided with the third bias voltage Vb3 and the sixth node N6. The third bias inductor Lb3 prevents the AC component of the signal of the sixth node N6 from leaking to the third bias stage.

커런트 리유즈드 회로(240)는 제 3 노드(N3)의 신호를 대략 1/gm2 만큼 추가로 증폭시킨다. 여기서 gm2는 제 3 트랜지스터(TR3)의 커런트컨덕턴스 값이다.The current reuse circuit 240 further amplifies the signal of the third node N3 by approximately 1 / gm2. Here, gm2 is a current conductance value of the third transistor TR3.

버퍼 회로(280)는 제 5 노드(N5)와 출력단 사이에 연결되고, 소스 팔로워 구조로 구현된다. 버퍼 회로(280)는 부하단(282), 제 4 트랜지스터(TR4), 바이어스 전류원(Ib) 및 출력 캐패시터(Cout)를 포함한다.The buffer circuit 280 is connected between the fifth node N5 and the output terminal and is implemented in a source follower structure. The buffer circuit 280 includes a load terminal 282, a fourth transistor TR4, a bias current source Ib, and an output capacitor Cout.

부하단(282)은 제 1 및 제 2 부하 인덕터들(Lz1, Lz2)을 포함한다. 제 1 부하 인덕터(Lz1)는 전원단(VDD)과 제 5 노드(N5) 사이에 연결된다. 제 2 부하 인덕터(Lz2)는 제 5 노드(N5)와 제 4 트랜지스터(TR4)의 게이트 사이에 연결된다.The load stage 282 includes first and second load inductors Lz1 and Lz2. The first load inductor Lz1 is connected between the power supply terminal VDD and the fifth node N5. The second load inductor Lz2 is connected between the fifth node N5 and the gate of the fourth transistor TR4.

제 4 트랜지스터(TR4)는 제 7 노드(N7)에 연결된 소스, 전원단(VDD)에 연결된 드레인을 포함한다. 여기서 제 7 노드(N7)는 출력 노드이다. 여기서, 제 4 트랜지스터(TR4)는 모스 트랜지스터, 바이폴라 정션 트랜지스터, GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터들 중 어느 하나로 구현될 수 있다.The fourth transistor TR4 includes a source connected to the seventh node N7 and a drain connected to the power supply terminal VDD. Here, the seventh node N7 is an output node. The fourth transistor TR4 may be implemented as any one of a MOS transistor, a bipolar junction transistor, and a GaAs metal semiconductor field effect transistor.

바이어스 전류원(Ib)은 제 7 노드(N7)와 접지단(GND) 사이에 연결된다.The bias current source Ib is connected between the seventh node N7 and the ground terminal GND.

출력 캐패시터(Cout)는 제 7 노드(N7)와 출력단 사이에 연결되고, 제 7 노드(N7)에 전달된 신호 중에서 DC 성분이 제거된 AC 성분만을 출력 신호(Vout)로 출력한다.The output capacitor Cout is connected between the seventh node N7 and the output terminal, and outputs only the AC component from which the DC component is removed among the signals transmitted to the seventh node N7 as the output signal Vout.

버퍼 회로(280)는 제 5 노드(N5)의 신호를 소스 팔로워를 통하여 제 7 노드(N7)에 그대로 전달한다.The buffer circuit 280 transfers the signal of the fifth node N5 to the seventh node N7 through the source follower as it is.

본 발명에 따른 저잡음 증폭기(200)는 커런트 리유즈드 회로(260)를 통하여 보다 높은 이득을 얻으면서 전류 소모를 줄일 수 있다.The low noise amplifier 200 according to the present invention may reduce current consumption while obtaining higher gain through the current reuse circuit 260.

따라서, 본 발명의 저잡음 증폭기(200)는 높은 이득 및 대역폭을 확장하면서도, 잡음 및 발열을 줄일 수 있다.Accordingly, the low noise amplifier 200 of the present invention can reduce noise and heat generation while extending high gain and bandwidth.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 저잡음 증폭기의 이득을 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 이득의 -3dB 대역폭은 K-밴드 영역인 18-25GHz이다. 따라서, 본 발명의 저잡음 증폭기는 높은 이득 및 넓은 대역폭을 얻을 수 있다.4 is a diagram illustrating a gain of a low noise amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention. 4, the -3dB bandwidth of the gain is 18-25 GHz, which is the K-band region. Thus, the low noise amplifier of the present invention can obtain high gain and wide bandwidth.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 저잡음 증폭기의 잡음 특성을 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 저잡음 증폭기는 K-밴드 영역에서 전체적으로 작은 잡음지수(4~10dB)를 갖는다.5 is a diagram illustrating noise characteristics of a low noise amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the low noise amplifier has a small noise figure (4-10 dB) overall in the K-band region.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the claims of the following.

10,100,200; 저잡음 증폭기
120,220: 공통 게이트 증폭 회로
140,240: 부궤환 증폭 회로
142,282: 부하단
260: 커런트 리유스드 회로
280: 버퍼 회로
TR1~TR4: 트랜지스터
Cfb: 피드백 캐패시터
Lfb: 피드백 인덕터
10,100,200; Low noise amplifier
120,220: common gate amplifier circuit
140,240: negative feedback amplifier circuit
142,282: Load end
260: current reused circuit
280: buffer circuit
TR1-TR4: Transistor
Cfb: feedback capacitor
Lfb: Feedback Inductor

Claims (10)

입력 신호의 AC 성분이 제공되는 입력 노드의 신호를 증폭하여 증폭 노드로 전달하는 공통 게이트 증폭 회로; 및
상기 증폭 노드의 신호를 증폭하여 출력 노드로 전달하고, 부궤환을 형성하기 위하여 상기 증폭 노드와 상기 출력 노드 사이에 직렬 연결된 피드백 캐패시터와 피드백 인덕터를 갖는 부궤환 증폭 회로를 포함하는 저잡음 증폭기.
A common gate amplifier circuit for amplifying a signal of an input node provided with an AC component of the input signal and transferring the signal to an amplifying node; And
And a negative feedback amplifying circuit having a feedback capacitor and a feedback inductor connected in series between the amplifying node and the output node to amplify and transfer the signal of the amplifying node to an output node.
제 1 항에 있어서,
상기 공통 게이트 증폭 회로는,
상기 입력 신호를 입력받는 입력단과 상기 입력 노드 사이에 연결되는 입력 캐패시터;
상기 입력 노드와 접지단 사이에 연결되는 바이어스 인덕터; 및
상기 입력 노드에 연결된 소스, 상기 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 바이어스 전압이 제공되는 게이트를 갖는 제 1 트랜지스터를 포함하고,
상기 증폭 노드는 제 1 전원을 제공받고,
상기 출력 노드의 신호의 AC 성분이 출력 신호가 되는 저잡음 증폭기.
The method of claim 1,
The common gate amplifier circuit,
An input capacitor connected between an input terminal receiving the input signal and the input node;
A bias inductor coupled between the input node and a ground terminal; And
A first transistor having a source coupled to the input node, a drain coupled to the amplification node, and a gate provided with a bias voltage,
The amplifying node is provided with a first power source,
A low noise amplifier in which the AC component of the signal of the output node becomes an output signal.
제 2 항에 있어서,
상기 부궤환 증폭 회로는,
상기 접지단에 연결된 소스, 상기 출력 노드에 연결된 드레인, 및 상기 증폭 노드에 연결된 게이트를 갖는 제 2 트랜지스터;
상기 출력 노드와 출력단 사이에 연결된 출력 캐패시터; 및
제 2 전원이 제공되는 전원단과 상기 출력 노드에 연결된 부하단을 포함하는 저잡음 증폭기.
The method of claim 2,
The negative feedback amplifier circuit,
A second transistor having a source connected to the ground terminal, a drain connected to the output node, and a gate connected to the amplifying node;
An output capacitor coupled between the output node and an output terminal; And
A low noise amplifier comprising a power stage provided with a second power source and a load stage coupled to the output node.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 트랜지스터들은 모스 트랜지스터인 저잡음 증폭기.
The method of claim 3, wherein
And the first and second transistors are MOS transistors.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 트랜지스터들은 바이폴라 정션 트랜지스터인 저잡음 증폭기.
The method of claim 3, wherein
And the first and second transistors are bipolar junction transistors.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 트랜지스터들은 GaAs 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터인 저잡음 증폭기.
The method of claim 3, wherein
And the first and second transistors are GaAs metal semiconductor field effect transistors.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 전원은 상기 제 1 전원보다 높은 저잡음 증폭기.
The method of claim 3, wherein
And the second power supply is higher than the first power supply.
입력 노드에 연결된 소스, 제 1 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 제 1 바이어스 전압이 제공되는 제 1 바이어스단에 연결된 게이트를 갖는 제 1 트랜지스터;
접지단에 연결된 소스, 제 2 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 상기 제 1 증폭 노드에 연결된 게이트를 갖는 제 2 트랜지스터;
입력 신호를 입력받는 입력단과 상기 입력 노드 사이에 연결되는 입력 캐패시터;
일단이 상기 제 1 증폭 노드에 연결된 피드백 캐패시터;
상기 입력 노드와 상기 접지단 사이에 연결되는 제 1 바이어스 인덕터;
상기 증폭 노드와 제 2 바이어스 전압이 제공되는 제 2 바이어스단 사이에 연결된 제 2 바이어스 인덕터;
상기 피드백 캐패시터의 타단과 상기 제 2 증폭 노드 사이에 연결된 피드백 인덕터;
상기 제 2 증폭 노드와 제 3 증폭 노드 사이에 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터에 흐르는 전류의 양을 줄이면서 이전과 비슷한 수준 혹은 그 이상의 증폭을 수행하는 커런트 리유스드 회로; 및
상기 제 3 증폭 노드의 신호를 출력하기 위하여 소스 팔로워 구조의 버퍼 회로를 포함하는 저잡음 증폭기.
A first transistor having a source connected to the input node, a drain connected to the first amplifying node, and a gate connected to the first bias terminal provided with the first bias voltage;
A second transistor having a source connected to a ground terminal, a drain connected to a second amplifying node, and a gate connected to the first amplifying node;
An input capacitor connected between an input terminal receiving an input signal and the input node;
A feedback capacitor, one end of which is connected to the first amplification node;
A first bias inductor coupled between the input node and the ground terminal;
A second bias inductor coupled between the amplifying node and a second bias stage provided with a second bias voltage;
A feedback inductor coupled between the other end of the feedback capacitor and the second amplifying node;
A current reuse circuit connected between the second amplification node and a third amplification node, the current reuse circuit performing amplification at a level equal to or higher than before while reducing the amount of current flowing through the second transistor; And
And a buffer circuit of a source follower structure to output a signal of the third amplifying node.
제 8 항에 있어서,
상기 커런트 리유스드 회로는,
접지 노드에 연결된 소스, 상기 제 3 증폭 노드에 연결된 드레인, 및 바이어스 노드에 연결된 게이트를 갖는 제 3 트랜지스터;
상기 접지 노드와 상기 접지단 사이에 연결된 제 1 커런트 리유스드 캐패시터;
상기 접지 노드와 상기 바이어스 노드 사이에 연결된 제 2 커런트 리유스드 캐패시터;
상기 바이어스 노드와 제 3 바이어스 전압이 제공되는 제 3 바이어스단 사이에 연결된 제 3 바이어스 인덕터; 및
상기 제 2 증폭 노드와 상기 접지 노드에 연결된 커런트 리유스드 인덕터를 포함하는 저잡음 증폭기.
The method of claim 8,
The current reused circuit,
A third transistor having a source coupled to a ground node, a drain coupled to the third amplification node, and a gate coupled to the bias node;
A first current reused capacitor coupled between the ground node and the ground terminal;
A second current reused capacitor coupled between the ground node and the bias node;
A third bias inductor coupled between the bias node and a third bias stage provided with a third bias voltage; And
And a current reused inductor coupled to the second amplification node and the ground node.
제 9 항에 있어서,
상기 버퍼 회로는, 출력 노드에 연결된 소스, 및 상기 전원단에 연결된 드레인을 갖는 제 4 트랜지스터;
상기 제 3 증폭 노드와 전원단 사이에 연결된 제 1 부하 인덕터;
상기 제 3 증폭 노드와 상기 제 4 트랜지스터의 게이트 사이에 연결된 제 2 부하 인덕터;
상기 출력 노드와 상기 접지단에 연결된 바이어스 전류원; 및
상기 출력 노드와 출력단 사이에 연결된 출력 캐패시터를 포함하는 저잡음 증폭기.
The method of claim 9,
The buffer circuit includes a fourth transistor having a source connected to an output node and a drain connected to the power supply terminal;
A first load inductor connected between the third amplifying node and a power supply terminal;
A second load inductor coupled between the third amplifying node and the gate of the fourth transistor;
A bias current source coupled to the output node and the ground terminal; And
And an output capacitor coupled between the output node and the output stage.
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