[发明专利]放大器以及信号放大方法

说明书

技术领域

本发明有关于高速通信，特别有关于高速通信的放大器以及方法。

背景技术

近年来，对高速通信系统的需求一直很高。高速通信系统中的放大器需要满足严格的要求，例如宽带输入匹配，高增益值(gain)，较宽的频宽以及低噪声度。除此之外，由于更倾向于使用互补金属氧化物半导体(complementary metaloxide semiconductor，以下简称CMOS)技术实现放大器以获得更高程度的集成，因此设计电路时会遭遇CMOS的较差的射频(以下简称RF)特征所带来的影响，例如，较大的寄生电容，低跨导以及低供电电压等。

在低噪声放大器(low noise amplifier，以下简称LNA)装置中，要求最严格的参数为噪声度(noise figure)以及线性度(linearity)。噪声度可以定义为10Log(SNR_in/SNR_out)，其中SNR_in以及SNR_out分别为输入以及输出的信号噪声比。低噪声放大器通常会在天线之后包含匹配网络以改善噪声度。线性度可以由第三阶输入截断点定义，表示在第三阶时的功率所在点以及基本质量截断。

分别被称做共栅极(commen gate)以及电阻并联反馈电路(resistive shuntfeedback)的两种通常的阻抗匹配技术，用以构成LNA装置中的输入阻抗匹配，提供宽带阻抗匹配。但是这两种技术均会受到晶体管信道热噪声的影响，晶体管信道热噪声在LNA装置的噪声中占主导地位。

因此，需要一种可对输入信号进行放大，但不会引入噪声到放大后的信号中的放大器。

发明内容

为了解决现有技术中的以上技术问题，本发明提供了一种放大器以及信号放大方法。

本发明提供一种放大器，用以放大输入信号以产生输出电流，放大器包含 阻抗匹配网络，用以接收输入信号以执行阻抗匹配，阻抗匹配网络包含第一电阻，用以接收输入信号以产生匹配后的信号；第一晶体管，耦接至第一电阻，具有信道热噪声以建立第一噪声电压；第二电阻，耦接至第一电阻以及第一晶体管，用以接收信道热噪声以建立第二噪声电压；以及跨导电路，耦接至阻抗匹配网络，跨导电路包含：第一跨导电路，具有第一跨导系数，耦接至第一电阻以及第一晶体管，接收第一噪声电压以产生第一噪声电流；第二跨导电路，具有第二跨导系数与第一跨导电路并联耦接并一起耦接至负载，接收第二噪声电压以产生第二噪声电流，使得第一噪声电流以及第二噪声电流相互抵消以降低输出电流中的噪声成分；其中，第一跨导系数与第二跨导系数具有相反的符号。

本发明还提供一种信号放大方法，用以将输入信号进行放大以在放大器中产生输出电流，该方法包含提供第一电阻用以接收输入信号以产生匹配后的信号；提供第一晶体管，第一晶体管具有信道热噪声以建立第一噪声电压；提供第二电阻，用以接收信道热噪声以建立第二噪声电压；提供第一跨导电路，具有第一跨导系数，接收第一噪声电压以产生第一噪声电流；以及提供第二跨导电路，具有第二跨导系数，接收第二噪声电压以产生第二噪声电流，使得第一噪声电流以及第二噪声电流相互抵消以降低该输出电流中的噪声成分；其中，第一跨导系数与第二跨导系数具有相反的符号。

本发明还提供一种放大器，用以放大输入信号以产生输出电流，该放大器包含第一跨导电路，具有第一跨导系数，耦接至第一电阻以及第一晶体管，接收第一噪声电压以产生第一噪声电流；第二跨导电路，具有第二跨导系数与第一跨导电路并联耦接并一起耦接至负载，接收第二噪声电压以产生第二噪声电流，使得第一噪声电流以及第二噪声电流相互抵消以降低输出电流中的噪声成分。

与现有技术相比，本发明可以有效的减少输出电流中的噪声成分。

附图说明

图1为根据本发明实施例的直接转换接收器的方块图。

图2为根据本发明的低噪声放大器的实施例。

图3为图2中跨导电路的一实施例的电路图。

图4为图2中的跨导电路的另一实施例的电路图。

图5为图2中的跨导电路的另一实施例的电路图。

图6为图2中的跨导电路的另一实施例的电路图。

图7为传统电阻并联反馈跨导电路的方块图。

具体实施方式