[发明专利]单片LNA支持IC

说明书

技术领域

本发明涉及低噪声放大器(LNA)，具体涉及单片支持集成电路(IC)，用于并入LNA中以进行控制，尤其是为处理接收信号而控制并入LNA中的FET的偏置。 

背景技术

LNA是用于通信系统中以放大由天线捕获的非常微弱的信号的公知类型的电子放大器。典型地，LNA位于天线处，并被设计为给接收信号添加非常小的噪声。LNA将接收信号放大至连在LNA上的后续接收装备所需要的电平。还可以将LNA称为信号增强器。 

一个已知的LNA应用是接收并放大直接广播卫星(DBS)信号，可以将适于该应用的LNA称作DBS LNA。典型地，DBS LNA包括用于处理射频(RF)信号的多个FET(其可以为GaAs FET)。例如，DBSLNA可适于接收具有两个不同极化的信号，并且两个FET可用于选择对输入信号极化中的哪一个进行放大并将其传给后续的连接装备。此外，可以将FET布置在主动混合器电路中，以接收RF输入，FET的栅极或漏极由来自LNA中的本地振荡器的信号驱动。然后，主动混频电路能够输出(也就是提取)中频(IF)信号。 

典型地，需要DBS LNA检测覆盖宽频范围的非常低电平的RF信号，并提供高通道至通道(channel-to-channel)隔离。DBS LAN还应该能够在引入可忽略的噪声的同时放大接收信号，并且可控地在不同的输入信号极化(如上所述)之间进行选择。已知DBS LAN可控地进行频带切换，以便能够在增大的频率范围上接收和处理信号。已知DBSLAN能够进行下变频，也就是能够接收特定频率的输入信号，并输出相应的低频率信号。已知DBS LAN的另一特征是电缆驱动，也就是通过用于将LNA的RF输出向下馈送至连接装置(例如“机顶盒”)的同 一RF电缆给LNA供电并控制LNA。 

在过去，DBS LNA典型地在印刷电路板(PCB)上结合了多个分离的内部电路模块，这些模块包括：提供FET偏置控制和保护级的模块；被布置为产生供FET控制使用的负电源电压的模块；被布置为检测供极化切换控制使用的DC输入电压的电平的模块；被布置为检测供频带切换控制使用的AC输入电压的模块；被布置为控制将电源切换至本地振荡器的模块；以及被布置为提供调节电源的模块。在已知的LAN中，这样的多个分离的模块不得不容纳在相对大面积的PCB上，并占用总的LNA PCB面积的50％或更多。这已经增加了整个LAN的成本，该成本不仅与分离的组件和PCB(其典型地由昂贵的低损耗RF材料制成)相关联，还与LNA外壳材料(合金和塑料)相关联。 

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种低噪声放大器(LNA)，包括： 

多个FET，被布置为处理放大器接收到的信号； 

电源输入端，被布置为接收用以操作LNA的电源；以及 

单片支持集成电路(IC)， 

其中，单片支持IC包括： 

FET控制电路，被布置为监视并控制每个FET的漏极电流； 

FET选择电路，被布置为检测提供至电源输入端的电压信号的DC分量的电平，并根据所检测的DC电平将FET选择信号提供给FET控制电路，FET控制电路响应于FET选择信号而禁用所选的多个FET中的两个FET的其中之一； 

电压调节器电路，连接至电源输入端，并适于根据(使用)到电源输入端的电压信号产生调节后的输出电压；以及 

负电源发生器电路，连接以接收调节后的输出电压，并被布置为根据(使用)调节后的输出电压产生负电源电压并将该负电源电压提供给FET控制电路，FET控制电路被布置为使用负电源电压来给FET提供负栅极驱动电压。 

电源输入端可以是诸如RF信号输出端之类的信号输出端，LNA被布置为从所述信号输出端输出放大的信号，以便连接至信号输出端的设备接收。 

在某些实施例中，FET是GaAs FET。 

LNA还可以包括用于调整所述FET的漏极电流的装置，并且该调整装置可以包括：电阻器，其电阻确定FET的漏极电流。该电流可以在设计期间设定，或者在LNA制造期间调整(以设置增益、IP3等)。在某些实施例中，该电阻器连接在地与FET控制电路之间。 

在某些实施例中，FET控制电路被布置为控制每个FET的漏极电流、漏极电压、栅极电流和栅极电压。