[发明专利]放大器、衰减模块以及用来衰减射频信号之方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于射频电子装置的放大器、衰减模块以及用来衰减射频 信号之方法。

背景技术

随着无线通信技术不断的快速发展，在无线通讯设备之间几乎成功地做到 无所不在的连接。射频(Radio Frequency，RF)收发器是无线通信装置的重要组成 部分。用在无线通信设备的大部分射频集成电路运用的是砷化镓或硅双载子 (silicon bipolar)技术。近年来，互补式金属-氧化物-半导体(Complementary  Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)技术将金属-氧化物-半导体 (Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)晶体管的截止频率(fT)提高到几十千兆赫 (GHz)的能力，这些射频集成电路也能够利用CMOS制造技术来加以实现。利用 CMOS的射频收发器的其中一个好处是让数字化功能更容易实现。也因此，使 用低成本的单一芯片生产的无线设备系统也成为趋势。低噪声放大器(Low Noise  Amplifier，LNA)是前端的无线通信设备之中最重要的组件之一，并已广泛应用 于各种不同设备，例如无线射频通讯设备，诸如无线计算器网络和移动电话等 等。对低噪声放大器来说，信号的增益线性度(gain linearity)是一个重要的操作 特征。基本上低噪声放大器除了必须同时满足低噪声、高线性度的特性外，由 低噪声放大器本身产生的噪声需远小于输入信号以致到可忽略不计的程度。事 实上，低噪声放大器的线性度一直都是考虑效能的最重要因素。增益线性度一 般是与输入级放大器的金属氧化物半导体场效应晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)的转导值 (transconductance)有关。举例来说，当输入信号操作在低频时，操作在饱和区的 MOSFET的转导值为常数，当输入信号操作在高频时，转导值则可能依据输入 信号的函数特性而变动，导致输入信号非线性地放大。为了解决非线性放大的 问题，在输入级晶体管使用低掺杂源极(source degeneration)以增加放大器的线性 度。传统上，使用电感器也是一个达到低掺杂源极的方式。不过，由于电感器 的面积较大，其阻抗随其操作频率变动。此外，如果不加以适当的控制，低噪 声放大器于实际应用中增益也会随着制造工艺和温度而变化。

发明内容

为了放大微弱的射频信号，以提高接收灵敏度，本发明之一目的在于提供 一种放大器，其特征在于包含：一放大模块，耦接于一输入节点；以及一衰减 模块，包含：一衰减电阻，耦接于所述输入节点；以及一阻抗补偿单元，耦接 于所述输入节点，用来于一输入射频信号被所述衰减模块衰减时，补偿一输入 阻抗。

本发明之另一目的在于提供一种衰减模块，其包含一晶体管、一衰减电阻 以及一阻抗补偿模块。所述衰减电阻耦接于所述晶体管的一输入端。所述阻抗 补偿单元耦接于所述衰减电阻，用来于一输入射频信号被所述衰减模块衰减时， 补偿一输入阻抗。

本发明之又一目的提供一种用来衰减射频信号的方法，其包含利用一衰减 电阻衰减所述输入射频信号之振幅；以及利用一阻抗补偿单元，补偿一输入阻 抗，其中所述阻抗补偿单元包含一开关单元以及一电阻，所述电阻耦接于所述 开关单元。

本发明的低噪声放大器提供一个高增益放大模块用来放大微弱的射频信 号，以提高接收灵敏度，此外，本发明的低噪声放大器另提供一低增益衰减模 块，用来衰减强烈射频输入信号并降低后续电路区块对线性度的要求。低噪声 放大器不论在高、低增益条件下都能提供适当的阻抗匹配，并减少低增益模式 时的消耗功率，所以整体系统的功率消耗得以下降。

为让本发明之上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，配合所附图 式，在下文作详细说明。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的低噪声放大器的电路示意图。

图2绘示外部输入阻抗匹配模块和输出阻抗匹配模块与图1的低噪声放大 器配合运作的电路示意图。

图3是图1的低噪声放大器操作于高增益模式和低增益模式的关系示意图。

具体实施方式